复杂模型机(组成原理)课程设计报告模板.doc

复杂模型机(组成原理)课程设计报告课程设计报告课题:复杂模型机设计同组姓名:陈珊()徐丽娜()宋利英()专业班级:计科1104班指导教师:牟琦设计时间:2013-12-31目录一、课程设计目的和意义 3二、复杂模型机的设计与实现内容 3 3 3 4三、总体设计 4 4 5 5 6 6 7 8四、系统测试及实验截图 8五、总结 14课程设计目的和意义经过一系列硬件课程如计算机原理的学习及相关实验后,综合应用所学理论知识解决实际设计和应用问题,进行一个综合的系统的实验。培养实际动手能力,进一步提高硬件设计能力。培养实事求是和严肃认真的工作态度。通过设计过程,熟悉和掌握微机系统的硬件设计方法、设计步骤,真正做到理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。综合运用所学计算机原理知识,设计并实现较为完整的计算机。二、复杂模型机的设计与实现内容 模型机规定采用定点补码表示法表示数据,且字长为8位,其格式如下:其中第7位为符号位,数值表示范围是:-1≤X<1。模型机设计四大类指令共十六条,其中包括算术逻辑指令、I/O指令、存数指令、取数指令、转移指令和停机指令。算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示,寻址方式采用寄存器直接寻址,其格式如下:76543210OP-CODERsRd其中,OP-CODE为操作码,RS为源寄存器,RD为目的寄存器。访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令:即存数STA、取数LDA;2条转移指令:即无条件转移JMP、有进位转移指令BZC。指令格式为:7654321000MOP-CODERdD其中,OP-CODE为操作码,RD为目的寄存器地址(LDA、STA指令使用)。D为位移量(正负均可),M为寻址模式,其定义如下:寻址方式有效地址说明00011011E=DE=(D)E=(R2)+DE=(PC)+D直接寻址间接寻址R2变址寻址相对寻址本模型机规定变址RI指定为寄存器R2。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:76543210OP-CODEaddrRd其中,addr=01时,选中输入数据开关组KD0~KD7作为输入设备,addr=10时,选中2位数码管作为输出设备。停机指令 指令格式如下:76543210OP-CODE0000HALT指令,用于实现停机操作。本模型机共有16条基本指令,其中算术逻辑指令7条,访问内存指令和程序控制指令4条,输入输出指令2条,其它指令1条。表3-8列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。三、总体设计复杂模型机的数据通路框图如图3-16,图3-17所示。根据复杂模型机的硬件电路设计机器指令,再根据机器指令要求,设计微程序流程图及微程序,最后形成16进制文件。图3-16图3-17四、实验步骤$P0044IN01,R0$P0146IN01,R2$P0298ADCR2,R0$P0381MOVR0,R1$P04F5RLCR1,R1$P050CBZC00,00$P0600按照实验机设计的微指令格式,参照微指令流程图,设计微指令,并形成二进制代码表。程序:$P0044$P0146$P0298$P0381$P04F5$P050C$P0600微程序: $M00088105 $M0182ED0 $M0250C004$M0304A004 $M04A0E004 $M0506E004$M0607A004 $M07A0E004 $M088AED05 $M098CED05 $M0A3BA004 $M0B018005 $M0C3C2004 $M0D0EA004 $M0E0FB605 $M0F 25EA95 $M1083ED05 $M1185ED05 $M128DED05 $M13A6ED05 $M14011004 $M15010407 $M16168005 $M17019A3D $M18019205 $M192AA205 $M1A2CB205 $M1B32A205 $M1C33A205 $M1D36A205 $M1E378235 $M1F398235 $M20019004 $M21018406 $M2281DB05 $M23E48005 $M24018005 $M25A0AA95 $M2627A004 $M2728BC05 $M2829EA95 $M29A0AA95$M2A2BB405 $M2B419B95 $M2C2DA405 $M2D6EAB05 $M2E2FAA0D $M2F30AA05 $M3071810D $M31419B95 $M32019A05 $M3335B405 $M3481DB05 $M35419BBD $M36019A0D $M3738882D $M38019805 $M393A881D $M3A019805 $M3B080A07 $M3C098A06在