计算机组成原理课程设计讲义.pptVIP

第1页，共31页，星期日，2025年，2月5日课程设计目的掌握整机动态工作过程了解微程序控制器的设计，构建指令系统组建模型机，编写应用程序进行调试第2页，共31页，星期日，2025年，2月5日设计内容和要求1.设计内容（1）设计指令系统（2）编写微程序（3）实验接线（4）编写应用程序，选择实现下列要求的一种功能①输入两个一位十进制数，计算两数之和，并以BCD码输出②输入一个两位十进制数，求其负值的补码③输入几个数，统计奇数和偶数的个数2.设计要求（1）指令在8条以上（2）寻址方式包括：寄存器寻址、直接寻址、立即数寻址（3）数据由键盘输入（4）由数码管显示结果第3页，共31页，星期日，2025年，2月5日报告要求手写统一封面第一页为任务书内容包括：设计目的、设计器材、设计要求、模型机结构、指令编码、微程序、应用程序、接线图、调试、结果分析、总结等。收报告截止日期：17周周五第4页，共31页，星期日，2025年，2月5日EL-JY-Ⅱ组成原理实验仪介绍第5页，共31页，星期日，2025年，2月5日底板布局第6页，共31页，星期日，2025年，2月5日模型机结构框图由4片74181构成16位ALUS3S2S1S0MCn选择运算功能ALU_G为三态门输出控制信号，低电平可输出LT1、LT2为数据暂存器，各由2片74273构成LDR1、LDR2两个暂存器接数控制，高电平有效由Ax、Bx、Cx构成寄存器堆LRi为寄存器堆的写控制，高电平有效Ri－G为寄存器输出控制，低电平有效MS0S1为移位寄存器功能选择，与ALU使用相同的控制信号G-299为移位寄存器输出控制信号，低电平有效在开关方式下，输入设备由16位电平开关及两个74244构成当DIJ-G为低电平时将16位开关状态送上数据总线在键盘方式或联机方式下，数据可由键盘或串口线输入，可以不用数据输入电路。输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成当D-G和W/R均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只用低八位CE为片选信号，低电平有效WE为读写信号，低电平写，高电平读LAR为地址寄存器的锁存控制，高电平有效LOAD为程序计数器的置数控制，高电平有效LPC为程序计数器的时钟控制，高电平有效PC-G为程序计数器的输出控制，低电平有效LDIR为指令寄存器的锁存控制，高电平有效第7页，共31页，星期日，2025年，2月5日工作原理1．数据格式本实验计算机采用定点补码表示法表示数据，字长为16位，其格式如下：其中第16位为符号位，数值表示范围是：-32768≤X32767151413……0符号尾数第8页，共31页，星期日，2025年，2月5日2．指令格式（1）算术逻辑指令设计9条单字长算术逻辑指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。其格式如下76543210OPrsrd第9页，共31页，星期日，2025年，2月5日其中OP为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定：OP011110001001101010111100110111101111指令CLRMOVADDSUBINCANDNOTRORROLrs或rd选定寄存器00Ax01Bx10Cx第10页，共31页，星期日，2025年，2月5日（2）存储器访问及转移指令存储器的访问有两种，即存数和取数。它们都使用助记符MOV，但其操作码不同。转移指令只有一种，即无条件转移（JMP）。指令格式如下：7654321000MOPrdD第11页，共31页，星期日，2025年，2月5日其中OP为操作码，rd为寄存器。M为寻址模式，D随M的不同其定义也不相同，如下表所示：OP000110指令说明写存储器读存储器转移指令寻址模式M有效地址ED定义说明00E=（PC）+1立即数立即寻址10E=D直接地址直接寻址11E=100H+D直接地址扩展直接寻址第12页，共31页，星期日，2025年，2月5日（3）I/O指令输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下： 其中，当OP=0100且addr=10时，从“数据输入电路”中的开关组输入数据；当OP-CODE=0100且addr=01时，将数据送到