课程设计任务书

学 院信息科学与工程学院专 业计算机科学与技术学 生 姓 名学 号题 目研制一台多累加器结构的实验计算机

内容及要求：

利用FD-CES实验仪提供的硬件资源，通过设计(包括整机结构设计、指令设计、微指令设计、微程序设计、调试程序设计等)、组装、调试三个步骤研制一台微程序控制的实验计算机。

设计总要求：

实验计算机整机应由如下几个模块组成：运算器、指令部件、内存、微程序控制器、总线缓冲电路、启停和时序控制电路。

运算器采用单累加器多寄存器结构。

操作数寻址方式采用以下几种：

直接地址寻址 (addr)-﹥A，或(A)-﹥addr

寄存器直接寻址 (Ri)-﹥A，或 (A)-﹥Ri

寄存器间接寻址 ((Ri))-﹥A，或 (A)-﹥(Ri)

立即数寻址 data-﹥A，或data-﹥Ri

指令系统按16条指令规模设计，主要设计如下几条指令：

MOV A，#data

LDA addr

STA addr

JC addr

RLC A

HALT

用所设计的指令编写调试程序：将内存某个单元(addr1)中内容乘以2，若出现进位，则将进位和结果分别存放到单元(addr3、addr2)中；否则将结果存放到单元(addr2)中，然后用停机指令停机，从控制台检查addr2存放的结果。

任务交付：1.程序源代码；2课程设计论文及电子文档。

进度安排：

第17周：布置课程设计任务，查阅资料，分组设计。

第18周：实验室组装和调试。

第19周：验收、答辩，编写课程设计报告。

指导教师(签字)：

年 月 日学院院长(签字)：

年 月 日

目录

一．实验计算机设计3

1.整机逻辑框图设计，并画出整机的逻辑框图。3

2.指令系统的设计。4

3．微操作控制部件的设计。6

4．设计组装实验计算机接线表14

5．编写调试程序：16

二．实验计算机的组装16

三．实验计算机的调试16

1.调试前准备16

2.程序调试过程18

四．心得体会18

五．参考文献18

题目 研制一台多累加器的计算机

一 实验计算机设计

1.整机逻辑框图设计，及整机的逻辑框图

此模型机是由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五大部分组成。

1运算器又是有299，74LS181完成控制信号功能的算逻部件，暂存器DR1，DR2，及三个通用寄存器R0，R1，R2等组成。

2控制器由程序计数器PC、指令寄存器、地址寄存器、时序电路、控制存储器及相应的译码电路组成。

3存储器RAM是通过CE和W/R两个微命令来完成数据和程序的的存放功能的。4输入设备是由置数开关SW控制完成的。输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的

76 5 4 3 2 1 符 号 尾 数 表1 数据格式

其中第7位符号位，数值表示范围是：-1≤X≤1

2.2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：

7 6 5 43 21 0OP-CODErsrd 表2寻址方式

其中OP-CODE为操作码，rs为源寄存器，rd为目的寄存器，并规定：

Rs或rd选定寄存器00R001R110R2 表3寄存器表

9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表3。

(2)存储器访问及转移指令

设计的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)，指令格式如下：

7 65 43 21 000MOP-CODErdD 表4 存储器的访问表

其中OP-CODE为操作码，rd为寄存器。M为寻址模式，D为位移量，D随M的不同其定义也不相同，寻址定义如下：

寻址模式M有效地址E说 明00E=D直接寻址01E=(D)间接寻址10E=(R1)+DR1变址寻址11E=(PC)+D相对寻址 表5寻址模式表

注：本机规定变址寄存器R1指定为寄存器R2。

(3)I/O指令

输入(IN)和输出(OUT)指令