复杂模型机的设计与实现.doc

:,设计并实现较为完整的计算机。:-CMB+计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。。-CMB+应用软件。-CMB+应用软件的工作环境,掌握各种功能的使用。:,且字长为8位,其格式如下:7符号尾数其中第7位为符号位,数值表示范围是:-1≤X<1。,其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及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为原寄存器,rd为目的寄存器,并规定:RS或rd选定的寄存器000110R0R1R29条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表1。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)结果为零或有进位转移指令(BZC),指令格式为:765432100M0OP-CODErdD其中,OP-CODE为操作码,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:寻址模式M有效地址E说明00011011E=DE=(D)E=(RI)+DE=(PC)+D直接寻址间接寻址RI变址寻址相对寻址本模型机规定变址寄存器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=10时,选中“INPUTDEVICE”中的开关作为输入设备,addr=11时,选中“OUTPUTDEVICE”中的LED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。,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,其他指令1条。表6-1列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。汇编符号指令格式功能CLRrdMOVrs,rdADCrs,rdSBCrs,rd111000RD0→rdRS→rdRS+rd+cy→rdRS-rd-cy→rd0001RSRD0011RSRD0101RSRDINCrdANDrs,rdRRCrs,rdRLCrs,rd0111RSRDRd+1→rdRs∧rd→rdRd→rdCy→rsCy→rs1001RSRD1011RSRD1101RSRD1111RSRDLDAM,D,rdSTAM,D,rdJMPM,DBZCM,D0M000RDE→rsRd→EE→PC当CY=1或Z-1时,E→PC0M001RD0M010000M01100INaddr,rdOUTaddr,rd100001RDAddr→rd101010RDRd→:模型机的数据通路框图参照图1,要求如下:选用适当软件画出数据通路框图;写出图中选用芯片的逻辑功能,并标出外引脚;说明图中各芯片的作用;列出图中所有微操作信号,说明其功能。,并标出外引脚;74LS161N芯片介绍:芯片图:逻辑功能:74LS161为异步清零计数器RDLDETEPCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00××××××××000010××↑DCBADCBA110××××××保持11×0×××××保持1111↑××××计数74LS161功能表74LS181芯片介绍:::74LS181为算术逻辑单元/函数产生器。181能执行16种算术运算和16种逻辑运算,当工作方式控制端(M)为低点平时执行算术运算,当工作方式控制端(M)为高电平时执行逻辑运算。运算功能由选择端(S0-S3)决定。其功能表如下:74LS273芯片介绍:::SN74LS273是一个8位的高速寄存器,这种触发器由8种D触发器组成,具有共同的时钟和异步活动的低电平控制端。74LS299芯片介绍:::74LS373芯片介绍:::74LS273为8D触发器,为低电平有效的清除端,当=0时,输出全为0且与其他输入端无关;CP端是时钟信号,当CP由低电平向高电平跳变时刻,D端输入数据传送到Q输出端。74LS373是带三态缓冲输出的8D锁存器,由于单片机的三总线结构中,数据线与地址线的低8位共用P0口,因此必须用地址锁存器将地址信号和数据信号区分开。7