目录
第1章 课程设计概述——————————————————1 1.1 课程设计的教学目的———————————————1
1.2 课程设计任务和基本要求—————————————1
第2章 规定项目的验证实现 ———————————————1 2.1 规定项目设计任务和要求—————————————1
2.2 规定项目实现原理————————————————1
2.3 规定项目实现过程————————————————4
2.4 验证结果————————————————————6
第3章 指定应用项目的设计实现—————————————6
3.1指定项目设计任务和要求——————————————6
3.2项目分析及解决方案————————————————6
3.3设计原理—————————————————————6
3.4程序运行分析———————————————————10
第4章 收获、体会和建议————————————————11
参考文献————————————————————————11
评语——————————————————————————12
第1章 课程设计概述
1.1 课程设计的教学目的
本课程设计的教学目是在掌握计算机系统的组成及内部工作机制,理解计算机各功能部件工作原理的基础上,深入掌握数据信息流和控制信息流的流动过程,进一步加深计算机系统各模块间相互关系的认识和整机的概念,培养开发和调试计算机的技能,在设计实践中提高应用所学专业知识分析问题和解决问题的能力。
1.2 课程设计任务和基本要求
本课程设计以TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统为平台设计完成。
1. 按给定的数据格式和指令系统,设计一个微程序控制器。 2. 设计给定机器指令系统以及微程序流程图,按微指令格式写出微程序的为指令代码。 3. 连接逻辑电路完成启动,测试,编程,测试,效验和运行,并观测运行过程及结果。
4. 将微程序控制器模块与运算器模块,存储器模块联机,组成一台模型计算机。oah
5. 用微程序控制器控制模型机的数据通路。
6. 通过在模型机上运行由机器指令组成的简单程序,掌握机器指令与微指令的关系,建立计算机整机的概念,掌握计算机的控制机制。
7. 按指定的应用项目进行汇编指令格式及功能设计,并设计相应的机器指令代码,按照模型机数据通路设计实现机器指令功能的微程序.在PC机上编辑机器指令和微程序,装载代码到TDN-CM++实验系统并运行,实现应用要求。
第2章 规定项目的验证实现
2.1 规定项目设计任务和要求
任务：从输入设备输入一个数与内存地址为0AH的单元内容（在此取01H）相加,将结果送入地址为0BH的内存单元，并通过输出设备显示该结果
要求：通过此验证实验来学会数据通路电路图的连接、机器指令的设计、微指令设计中相关字段的作用、微程序流程图的设计以及能熟练掌握用微程序控制数据通路来实现机器指令的功能，为以后的实验设计做好准备。
2.2 规定项目实现原理
1．在本设计中，数据通路的控制将由微程序控制器来完成。计算机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。
2．本设计采用六条机器指令：IN、ADD、STA、OUT、JMP；其相应的机器指令和汇编程序如下：
地址(二进制) 内容(二进制) 助记符 注释
0000 0000 0000 0000 IN R ；“INPUT DEVICE”—> R
0000 0001 0001 0000 ADD [0AH], R ；R +[0AH]—> R
0000 0010 0000 1010
0000 0011 0010 0000 STA R ,[0BH] ；R—>[0BH]
0000 0100 0000 1011
0000 0101 0011 0000 OUT [0BH] ；[0BH]LED
0000 0110 0000 1011
0000 0111 0100 0000 JMP 00H ；00HPC
0000 1000 0000 0000
0000 1001
0000 1010 0000 0001 ；定义数据
0000 1011 ；存放结果
3.设计出的数据通路图如图所示：
按照数据通路图可画出机器指令的微程序流程图。。当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P(1) 测设。由于“取指”微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P(1)的测试结果出现多路分支。本级用指令寄存器的前4位（IR7~IR4）作为测试条件，出现5路分支，占用5个固定的微地址单元。
指令寄存器(IR)用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到缓冲寄存器中，然后再传送至指令寄存器。指令划分为操作码和地址码字段，由二进制数构成。为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试[P(1)]，通过节拍脉冲T4的控制以便识别所要求的操作。“指令寄存器”(实验板上标有“INS DECODE”的芯片)根据指令中的操作码译码结果强置微控器单元的微地址，使下一条微指令指向相应得微程序首地址。
4.该程序的微程序流程图如图所示：
5.将以上微程序流程图按微指令格式转化得到“二进制微代码表”：
2.3规定项目实现过程
1.按接线图连接实验线路。
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