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计算机组成原理--模型机设计报告

作者姓名：
专业：网络工程
学号：
指导教师：
完成日期：2016年1月6日

目录
TOC\o"1-4"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc407989647"课程设计任务书 PAGEREF_Toc407989647\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989648"1 课程设计目的 PAGEREF_Toc407989648\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989649"2 课程设计设备 PAGEREF_Toc407989649\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989650"3 课程设计内容 PAGEREF_Toc407989650\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989651"3.1 课程设计原理 PAGEREF_Toc407989651\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989652"3.2 实验步骤 PAGEREF_Toc407989652\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989653"4 课程设计结果 PAGEREF_Toc407989653\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989654"5 课程设计总结 PAGEREF_Toc407989654\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989655"5.1 课程设计的心得、经验教训及注意事项 PAGEREF_Toc407989655\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989656"心得体会 PAGEREF_Toc407989656\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989657"经验教训 PAGEREF_Toc407989657\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989658"注意事项 PAGEREF_Toc407989658\h3
HYPERLINK\l"_Toc407989659"参考文献 PAGEREF_Toc407989659\h3

课程设计任务书
学生姓名：专业班级：1320552
指导教师：工作单位：

题目：基本模型机的设计与实现
初始条件
1．完成《计算机组成原理》课程教学与实验
2．Proteus仿真系统
要求完成的主要任务（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1．掌握简单指令系统计算机的微控制器功能与结构特点
2．熟悉Proteus仿真系统
3．在Proteus仿真系统中确认运行结果
4．形成简单指令系统计算机的整机概念
课程设计目的
设计并实现基本模型机：
（1）理解计算机工作原理
（2）设计并验证一个定点计算机模型
（3）增加一个浮点运算单元
课程设计设备
PC机＋Win2003＋proteus仿真器
课程设计内容
课程设计原理
部件实验过程中，各部件单元的控制信号是以人为模拟产生为主，而本次实验将能在微程序控制下手动产生各部件单元的控制信号，实现特定指令的功能。如运算器实验中对74LS－181芯片的控制，存储器中对存储器芯片的控制信号，以及几个实验中对输出设备的控制通过LED灯来显示结果。这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。本实验采用五条机器指令：IN（输入）、ADD（二进制加法）、STA（存数）、OUT（输出）、JMP（无条件转移）。
基本模型机数据通路框图：

基本模型机微程序流程图：

实验步骤
该基本模型机主要有运算器和存储器两大功能器件构成，首先设计运算器并对其进行功能验证。
实验原理图：

实验电路图：

功能验证：
如图：
通过下方的单刀双掷开关控制数据的输入，两个74LS273进行数据的锁存，通过181进行运算，将实验结果通过74LS245经总线输出，最后结果由LED显示。
对其进行正逻辑的算数运算，及令M=0，进行验证。
初始状态：74LS245置于高电平，74LS273置于低电平，S3、S2、S1、S0置0；
通过开关输入数据，分别将S3、S2、S1、S0置于高低电平，验证下表。

验证结果：运算器连接正确。
设计存储器并于运算器相连。
实验原理图：

实验电路图：
通过74LS373将数据写入6116存储器，然后将74LS245的导通开关关掉，读取6116里面的数据，并将数据以LED灯的形式得以验证。

读写操作：
初始状态：74LS273置于低