计算机组成原理课程设计.doc

一、设计目的：1.掌握整机动态工作过程2.了解微程序控制器的设计，构建指令系统.3.组建模型机，编写应用程序进行调试二、设计器材：EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。三、设计要求1、编写应用程序，选择实现下列要求的一种功能：输入两个一位十进制数，计算两数之和，并以BCD码输出输入一个一位十进制数，将其扩大5倍后以BCD码输出输入一个两位十进制数，求其负值的补码输入一个两位十进制数，输出八进制结果输入几个数，统计大于10的数的个数输入几个数，找出最大数2、并且要符合以下要求：指令在8条以上寻址方式包括：寄存器寻址、直接寻址、立即数寻址数据由键盘输入由数码管显示数据四、模型机结构： 图1 模型机结构框图图1中运算器ALU由U7U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273构成，暂存器2由U5、U6两片74LS273构成。微控器部分控存由U13U15三片2816构成。除此之外，CPU的其它部分都由EP1K10集成（其原理见系统介绍部分）。存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效，因而其存储空间为00HFFH。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。在开关方式下，输入设备由16位电平开关及两个三态传输芯片74LS244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输入，然后由监控程序直接送上数据总线，因而外加的数据输入电路可以不用。注：本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序计数器时，只有低8位有效。五、指令编码根据要求采用八进制的微地址+空格+十六进制的微代码设计微指令。输入微指令按写入按钮即可将微程序写入控制存储器电路。本实验的微指令如下：00 007F8801 005B4202 016FFD06 015FE507 015FE510 005B4A11 005B4C12 014FFB13 007FC114 01CFFC20 005B6522 005B4723 005B4624 007F1525 02F5C127 018FC130 0001C131 0041EA32 0041EC33 0041F234 0041F335 0041F636 3071F737 3001F940 0379C141 010FC142 011F4145 007F2052 0029EB53 9403C154 0029ED55 6003C162 0003C163 0029F565 B803C166 0C03C167 207DF870 000DC171 107DFA72 000DC173 06F3C874 FF73C975 016E10六、微程序本次课程设计我们组选择的是实现输入两个一位十进制数，计算两数之和，并以BCD码输出，用电脑按提示输入所需的数，所得结果在设备上显示。相应的微程序格式是两位十六进制地址+空格+ 4位十六进制代码+程序段如下：00 0048；IN AX,KIN01 0049;IN BX,KIN02 0091;ADD BX,AX03 0021;MOV00FF,BX04 00FF;05 0004;MOV AX,9H06 009H;07 00A4;SUB AX,BX08 00F0;ROL AX09 0005;MOV BX,01HA 001H;B 00C4;AND AX,BXC 00F0;ROL AXD 0005;MOV BX,0E 0000;F 0091;ADD BX,AX10 00F0;ROL AX11 0091;ADD BX,AX12 0024;MOV AX,00FF13 00FF;14 0094;ADD AX,BX15 0082;MOV CX,AX16 0046;OUT DISP,CX17 000818 0000七、应用程序根据要求机器指令的格式是两位十六进制地址+空格+ 4位十六进制代码，本次课程设计我们设计的微程序对应的机器指令如下：00 004801 004902 009103 002104 00FF05 000406 009H07 00A408 00F009 0005A 001HB 00C4C 00F0D 0005E 0000F 009110 00F011 009112 002413 00FF14 009415 008216 004617 000818 0000八、接线图图2 实验连线图九、调试及结果分析1.实验过程中遇到的错误及解决办法：发现错误：验证机器指令时，填入一个指令地址，读出的指令代码跟正确的指令地址不对应。解决错误：主存储器电路上有一条线没有接上，接上后验证结果正确。2.数据测试与结果：（1）测试数据：3 ，9结果：0012（2）测试数据：2 ，7 结果：0009测试其它数据也得到了相应的正确结果。3.结果分析：编写微程序，得出正确的机器指令，再验证无误后，即可测试数据进行两个一位十进制数求和并以BCD码输出了。十、总结我们组做的本次课程设计主要实现了两个一位十进制数求和并以BCD码形式输出。本次课程设计，主要让我们了解了微程序控制器的设计，并且会构建相应的指令系统，以及编写应用程序进行自行调试。通过本次课程设计，我懂得了基础知识和原理的