复杂模型机(组成原理)课程设计报告.doc

组成原理课程设计报告

课题:复杂模型机
姓名：黄黎
学号：201217010143
专业班级：计算机科学与技术
指导教师：黄铁
设计时间：2015/01/13

评阅意见：

评定成绩：
指导老师签名：
年月日

目录
TOC\o"1-2"\h\uHYPERLINK\l"_Toc288133338"目录 PAGEREF_Toc288133338\h2
HYPERLINK\l"_Toc288133339"一、课程设计目的和意义 PAGEREF_Toc288133339\h3
HYPERLINK\l"_Toc288133340"二、复杂模型机的设计与实现内容 PAGEREF_Toc288133340\h3
HYPERLINK\l"_Toc288133341"1.数据格式 PAGEREF_Toc288133341\h3
HYPERLINK\l"_Toc288133342"2.指令格式 PAGEREF_Toc288133342\h3
HYPERLINK\l"_Toc288133343"3.指令系统 PAGEREF_Toc288133343\h4
HYPERLINK\l"_Toc288133344"三、总体设计 PAGEREF_Toc288133344\h4
HYPERLINK\l"_Toc288133345"1.设计复杂模型机的监控软件 PAGEREF_Toc288133345\h4
HYPERLINK\l"_Toc288133346"2.设计微程序流程图 PAGEREF_Toc288133346\h5
HYPERLINK\l"_Toc288133347"3.转换格式 PAGEREF_Toc288133347\h5
HYPERLINK\l"_Toc288133348"4.实验接线 PAGEREF_Toc288133348\h6
HYPERLINK\l"_Toc288133349"5.写微程序和程序 PAGEREF_Toc288133349\h6
HYPERLINK\l"_Toc288133350"6.运行程序 PAGEREF_Toc288133350\h7
HYPERLINK\l"_Toc288133351"7.验证 PAGEREF_Toc288133351\h8
HYPERLINK\l"_Toc288133352"四、系统测试及实验截图 PAGEREF_Toc288133352\h8
HYPERLINK\l"_Toc288133353"五、总结 PAGEREF_Toc288133353\h14


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
1.数据格式
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。
2.指令格式
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。
⑴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：
其中，OP-CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，并规定：
9条算术逻辑指令的名称、功能具体见表3－8。
⑵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：
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：
本模型机规定变址RI指定为寄存器R2。
⑶I/O指令 输入IN和输出OUT指令采用单字节指令，其格式如下：
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。
⑷停机指令 指令格式如下：
HALT指令，用于实现停机操作。

3.指令系统
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