带移位运算模型机的设计与实现(9页).doc

《带移位运算模型机的设计与实现(9页).doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带移位运算模型机的设计与实现(9页).doc（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、-第 1 页带移位运算模型带移位运算模型机的设计与实现机的设计与实现-第 2 页广东白云学院课程设计广东白云学院课程设计课程设计题目学生学号：学生姓名：指导教师：设计成绩：2010 年 12 月 28 日目目 录录第一章 绪论-11.1 课程设计的目的-11.2 课程设计内容-11.3 关于西安唐都系统-1第二章 课程设计理论依据-22.1 带移位运算模型机的设计原理-22.2 概述-3第三章 课程设计方案-153.1 确定课程设计总要求-153.2 课程设计逻辑电路图设计-153.3 课程设计所需指令或程序设计-163.4 设计执行流程图-183.5 设计实现方法-24第四章 课程设计调试与

2、测试-314.1 调试程序步骤-324.2 程序验证分析-32第五章 结论-33参考文献-34-第 3 页第一章第一章绪论绪论1.1 课程设计的目的课程设计的目的1.掌握系统各功能模块的基本工作原理；2.培养单片机应用系统的设计能力；3.熟练地应用电子线路 CAD 工具完成单片机系统的硬件设计任务；4.进一步熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。1.2 课程设计内容课程设计内容1熟悉系统数据通路，包括原理框图与实验箱布置2根据数据通路实现实验连线3熟悉仿真软件的使用4熟悉仿真软件支持的程序与微程序格式5将 ADD 指令做适当的修改操作并调试通过6对原理图进行相

3、应的修改，实现带移位的运算的模型机。1.3 关于西安唐都系统关于西安唐都系统1先进丰富的课程内容2先进设计方法和开发工具3先进的实时动态图形调试方式4先进的计算机部件设计5开放的控制器部件设计6先进的系统总线和总线接口设计7更为灵活、实用的时序发生电路和操作台设计8系统电路的保护性设计保证了系统的安全性9系统电路检测功能和实验电路查错功能第二章第二章 课程设计理论依据课程设计理论依据2.1带移位运算模型机的设计原理：带移位运算模型机的设计原理：图 1 为 带移位运算的模型机实验原理图移位运算实验原理如图所示，使用了一片74LS299 作为移位发生器，其八输入输出端以排针方式和总线单元连接。29

4、9-B 信号控制其使能端，T4 时序为其时钟脉冲，实验时将“W/R UNIT”中的T4 接至“STATE UNIT”中的KK2 单-第 4 页脉冲发生器，由S0 S1 M 控制信号控制其功能状态，其列表如下：2.2 概述概述本实验为基本模型机的基础上搭接移位控制电路，实现移位控制运算，原理图如上图所示。实现移位控制运算。故实验中新增 4 条移位运算指令：RL（左环移）；RLC（带进位左环移）；RR（右环移）；RRC（带进位右环移），其指令格式为操作码RR01010000RRC01100000RL01110000RLC10000000以上 4 条指令都为单字长指令（8 位）。RR 为将 R0 寄

5、存器中的内容循环右移一位。RRC 为将 R0 寄存器中的内容带进位右移一位，它将 R0 寄存器中数据右边第一位移入进位，同时将进位寄存器的数移至 R0 寄存器的最左位。RL 为将 R0 寄存器中的数据循环左移一位。RLC 为将 R0 寄存器中的数据带进位循环左移一位。同样，本实验为了向 RAM 中装入程序和数据，设置了三个控制台操作微程序，如下表所示。SWBSWA控制台指令00读内存（KRD）01写内存（KWE）11启动程序（RP）第三章第三章 课程设计方案课程设计方案3.1 课程课程设计总要求设计总要求（1）掌握计算机部件的开发和设计流程。（2）分析所设计系统中各功能模块的工作原理；（3）选

6、用合适的器件（芯片）；（4）提出系统的设计方案；（5）对所设计电路进行调试，按要求编写课程设计报告书，能正确编写分析、-第 5 页设计、测试等技术文档。3.23.2 课程设计逻辑电路图设计课程设计逻辑电路图设计3.3课程设计的指令或程序设计课程设计的指令或程序设计1.带移位运算的模型机的设计与实现指令(1)IN输入“INPUTDEVICE”R0，(2)ADD03HR0+03HR0，(3)RLC带进位左移(4)IN“INPUTDEVICE”R0，(5)RRC带进位右移(6)RL左环移(7)STA0EHR00EH(8)OUT0EH0EH BUS(9)JMP00H00HPC机器指令程序微指令程序$P

7、0000$P0110$P0216$P0380$P0400$P0560$P0670$P0720$P080E$P0930$P0A0E$P0B40$P0C00$P1610$M10011000$M1183ED01$M00088101$M0182ED01按照规定格式，将机器指令及微指令二进制表编辑成十六进制的如下格式文件。机器指令格式说明：$P 例：$P 00 00机器指令代码十六进制地址$M0250C000$M0304E000$M0405B000$M0506A201$M06019A95$M070FE000$M088AED01$M098CED01$M0A0EA000$M0B018001$M0C0D200

8、0$M0D098A06$M0E080A07$M0F018202$M1287ED01$M1399ED01$M149CED01$M151D8231$M161F8231$M17218231$M18238231$M191AE000$M1A1BA000$M1B010A07$M1C81D100$M1D1E8821$M1E019801$M1F208829$M20019801$M21228811$M22019801$M23248819$M24019801-第 6 页0 微指令格式说明：$M 例：$M 00 018110十六进制地址微指令代码注意：因系统文件格式要求，微指令代码的第一个字节（前 8 位）与第三字

9、节（后 8 位）对换一下。2.机器程序指令地址(二进制)内容(二进制)助记符说明0000000000000000IN输入“INPUTDEVICE”R0，/任意输入数据0000000100010000ADD16HR0+16HR000000010000101100000001110000000RLC带进位左移0000010000000000IN“INPUTDEVICE”R0，0000010101100000RRC带进位右移0000011001110000RL左环移0000011100100000STA0EHR00EH0000100000001l100000100100110000OUT0EH0EH

10、 BUS00001010000011100000101l01000000JMP 00H00HPC00001100000000000001011000010000自定，10H（16D）000011103.4设计执行流程图设计执行流程图-第 7 页PC-AR,PC+1RAM-BUS,P(1)RW-R0(DR1)+(DR2)R0-DR1RAM-BUS,RAM-BUS,PC-AR,RAM-BUS,RAM-BUS,PC-AR,PC+1DR1-LEDRAM-BUS,RAM-BUS,PC-AR,PC+1RAM-BUS,PC-AR,PC+1INADDSTAOUTJMP3.5设计实现方法设计实现方法确定连线图,

11、根据各部件的功能，确定好电路各个芯片的连接，如下：带移位运算的模型机的设计与实现接线图带移位运算的模型机的设计与实现接线图微代码表微代码表将微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。微地址S3 S2 S1 S0 M CN WEA9 A8ABCUA5UA00 00000000110 0 00 0 01 0 00 1 0 0 0 00 10000000111 1 01 1 01 1 00 0 0 0 1 00 20000000011 0 00 0 00 0 10 0 1 0 0 00 30000000011 1 00 0 00 0 00 0 0 1 0 00 40000000010 1

12、 10 0 00 0 00 0 0 1 0 10 50000000110 1 00 0 10 0 00 0 0 1 1 00 60110000110 0 11 0 10 0 00 0 0 0 0 10 70000000011 1 00 0 00 0 00 0 1 1 0 11 00000000000 0 10 0 00 0 00 0 0 0 0 11 10000000111 1 01 1 01 1 00 0 0 0 1 11 20000000111 1 01 1 01 1 00 0 0 1 1 11 30000000111 1 01 1 01 1 00 0 1 1 1 01 400000001

13、11 1 01 1 01 1 00 1 0 1 1 01 50000001010 0 00 0 10 0 00 0 0 0 0 11 60000000011 1 00 0 00 0 00 0 1 1 1 1-第 8 页1 70000000010 1 00 0 00 0 00 1 0 1 0 12 00000000111 1 01 1 01 1 00 1 0 0 1 02 10000000111 1 01 1 01 1 00 1 0 1 0 02 20000000010 1 00 0 00 0 00 1 0 1 1 12 30000000110 0 00 0 00 0 00 0 0 0 0 12

14、 40000000000 1 00 0 00 0 00 1 1 0 0 02 50000011100 0 01 0 10 0 00 0 0 0 0 12 60000000011 0 10 0 01 1 00 0 0 0 0 12 70000011100 0 01 0 10 0 00 1 0 0 0 03 00000011010 0 01 0 10 0 00 1 0 0 0 1（1）从实验电路中装入第一个加数 10H(0010000)到 R0 中。（2）将 R0 中的装入的加数 10H(00010000)装如寄存器 DR1 中，并且将从16H中读取的另一个加数 10H(00010000)装入寄存

15、器 DR2 中，然后通过 ALU 运算器进行两个寄存器的数据相加得 20H（00100000），然后将结果送入 R0 中。（3）进行带进位左移操作，得结果为 40H(01000000),并将结果送入 R0 中。(4)将结果 40H(01000000)左移，得 80H(10000000),并且将结果送入到 R0 中。(5)将结果 80H 通过 ALU 输出。第四章第四章 带移位运算模型机的调试与分析带移位运算模型机的调试与分析4.1 调试程序步骤调试程序步骤（1）从实验电路中装入第一个加数 10H(0010000)到 R0 中。（2）将R0中的装入的加数10H(00010000)装如寄存器DR1

16、中，并且将从16H中读取的另一个加数 10H(00010000)装入寄存器 DR2 中，然后通过 ALU 运算器进行两个寄存器的数据相加得 20H（00100000），然后将结果送入 R0 中。（3）进行带进位左移操作，得结果为 40H(01000000),并将结果送入 R0 中。(4)将结果 40H(01000000)左移，得 80H(10000000),并且将结果送入到 R0 中。(5)将结果 80H 通过 ALU 输出。4.2 程序验证分析程序验证分析理论分析:(1)从实验电路中装入第一个加数 10H(0001000)，并且从内存中读取 另 一 个 加 数10H(00010000)，10

17、H+10H=20H(00100000)。（2）将结果 20H(00100000)进行 RRC 带进位的左移操作，OF=0，得结果为 40H(010000000)。（3）将结果 40H(00100000)进行 RL 左移，得结果为 80H(10000000)。实验分析：从所截得的图可得，理论值与实验值相符合。第五章第五章 结论结论-第 9 页通过这次课程设计，我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是有许多困难，这毕竟第一次做组成原理课程设计，难免会遇到过各种各样的问题，在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，除此之外，应该多注意或总结一些细节方面。这次课程设计终于顺利完成了，不过在设计中遇到了很多编程问题，通过小组队员中的积极讨论，也找到了一定的解决方法，这使得我明白了团队合作的重要性。参考文献：参考文献：计算机组成原理清华大学出版社张代远编著CCT-IV 计算机组成原理实验指导书启东计算机厂有限公司计算机组成与系统结构电子工业出版社胡越明计算机组成原理实验指导及习题解答甘肃教育出版社文哲蓉 苟平章计算机组成原理实验及课程设计指导重庆大学出版社张庸编著