复杂模型机实验报告Word文档格式.docx

1、理 3 3 4 3.2 设 计 依 据 5 3.2.1 详 细 设 计 5 84 代 码 单 94.1微 程 序图 9 4.2 机 器 指 令 代码 10 4.3 微 程 序 代 码 错 误！未定义书签。5 设 计 运 行 结 果 分 析 13设计小7 致13 5.2 出 错 情况 ： 错误！6 结 14 谢 15 8 参 考 文 献 16 附 录 一 ： 数 据 通 路 框 图 17 附 录二：复杂模型机实验电路连线 图 17题目五 复杂模型机的组成与程序运行1 任务描述 1.1题目名称：复杂模型机的组成与程序运行1.2要求：基于TD-CMA计算机组成原理教学实验系统， 设计一个复杂计算机整

2、机系统模型机，分析其工作原理。根据模型机的数据通路 以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令 和相应的微程序，输入程序并运行。 START:IN R0,00H ； 从IN单元读入计数初值 LDI R1,0FH ;立即数OFH送R1AND R0,R1 ；得到 R0 低四位 LDI R1,00H ；装入和初值 00H BZC RESULT;计数值为0贝U跳转LDI R2,60H ;读入数据始地址LOOP: LAD R3,RI,00H ;从 MEM读入数据送 R3,变 址寻址，偏移量为 00H ADD R1,R3 ；累加求和INC RI ;变址寄存加 1，指向下一数据 LDI R3,01

3、H ;装入比较值 SUB R0,R3BZC RESULT;相减为0,表示求和完毕 JMP LOOP;未 完则继续RESULT: STA 70H,R1 ;和存于 MEM的 70H 单元 OUT 40H,R1 ;和在 OUT 单元显示 JMP START ;跳转至 START HLT ;停机1.3 实验目的：该实验通过从端口 00H 读入一个计数初 值，以该计数初值为基准从 MEM勺50H单元开始的连续的计 数初值个数的累加和，最后将求得的累加和从端口 40H 输出 显示。2 设计设备 实验设备：西安唐都科教仪器公司生产的 TD-CMA实验系统一套，PC机一台，数据连接导线若干，电源。3 设计原理

4、和方法 通过已经学过的计算机组成原理知识，在 TD-CMA实验系统上设计一个复杂模型机。3.1设计原理模型机规定采用定点补码表示法表示数据，字长为8位，8 位全用来表示数据（最高位不表示符号） ，数值表示范围是：0 XW 28 - 1。该复杂模型机设计包含运算类指令、控制类指令、数据 传输类指令三大类指令。 运算类指令仅用到了算术运算， 算术运算设计有 3条运算类指令，分别为： ADD（两寄存器值加法）、INC （寄存器值自加1）、SUB（两寄存器值减法）。 所有运算类指令都为单字节，寻址方式采用寄存器直接寻址。控制转移类指令有三条 HLT （停机）、JMP （无条件跳转 到指定的指令地址）、

5、BZC（判断寄存器内容是否为 0,为0则跳转到指定的指令地址） ，用以控制程序的分支和转移， 其中HLT为单字节指令，JMP和BZC为双字节指令。数据传送类指令有 IN、 OUT、 LDI、 LAD、 STA 共 5 条， 用以完成寄存器和寄存器、寄存器和 I/O 、寄存器和存储器 之间的数据交换，均为双字节指令。A、算术逻辑运算指令格式如下格式如下其中RS为源操作数寄存器，RD为目的操作数寄存器。 并且规定了用两位二进制数来表示 R0 R1、R2、R3寄存器，规定其表示方式如下表所示：B、I/O指令格式（IN和OUT指令）如下其中括号中的 1 表示指令的第一字节， 2 表示指令的第 二字节，

6、 RS 为源寄存器， RD 为目的寄存器， I/O 端口号 占用一个字节。 C 、访问指令及控制转移指令格式如下：a、 LDI 的指令格式如下，第一字节同前一样，第二字 节为立即数。b、 LAD、 STA、 JMP 和 BZC 指令格式如下表所示：其中 M 为寻址模式，具体见表 3-1-1 所示，以 R2 做为 变址寄存器 RI 。D停机指令格式如下本模型机共有 11 条基本指令，其中算术逻辑运算单元3 条，分别为 SUB、 ADD、 INC. 控制转移指令两条， 分别为 JMP、BZC.输入输出指令两条，分别为IN和OUT寻址数据转移指 令两条，分别为 LDI 、LAD停机指令一条，为 HA

7、LT.表3-1-2列出了各条指令的汇编符号、指令格式及指令功能说明。详细说明见表 篇三：复杂模型机课程设计报告课程设计说明书设计名称：计算机组成原理课程设计题 目： 复杂模型机设计学生姓名： 专 业：班 级：10网络工程2 班 学 号：指导教师：日 期： XX 年 10 月 7 日 目录课程设计题目 02课程设计目的 02 主要内容 求 02 设计要02 进度安排 03 完成后应上父的材料 03 数据格式及指令系统 03 总体设计 05 复杂模型机数据通路图 06 微程序流程图 08 实验步骤 09 复杂模型机实验接线图 10 实验程序 11 课程设计总结以及心得体会 12课程设计任务书一、课

8、程设计题目复杂模型机设计计算机科学与技术 专业 10 年级 网络 2 班 _ _二、课程设计目的1 .在掌握“ TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统” 部件单元电路的基础上，通过对一个简单计算机的设计，以 达到对计算机的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微 程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有 更深的了解，加深对理论课程的理解。2通过模型机的设计和调试，连贯运用计算机组成原 理课程学到的知识，建立计算机整机概念，加深计算机“时 空”概念的理解。3培养独立工作和创新思维的能力，取得设计与调试 的实践经验。三、主要内容综合运用所学计算机原理知识， 利用TDN-CM+教学实验系

9、统设计并实现的模型机。设计总体结构及机器指令、微指 令。根据设计的接线图搭好模型机电路，利用设计的指令编 写程序并在机器上运 （ 本文来自： 小草 范文 网: 复杂模型 机实验报告 ） 行。四、设计要求在掌握“ TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统”原理的基础上，以此实验系统为平台，设计一台微程序控制的模型计算机1.设计模型机硬件（需含计算机基本组成，即 CPU内 存、I/O接口、输入设备、输出设备、总线等， CPU为微程 序控制器类型） ，设计总体结构及数据通路框图。2设计模型机指令系统（含设计机器指令、微指令格 式、每条指令所对应的微程序等）。3利用模型机指令系统，编写汇编语言程序，分

10、别完 成下列功能：（1）将数据输入开关上的数据在 LED上显示出来。（2） 编程序完成功能：LED上的数从1以步长1往上递增。（3）编程序完成功能： S=1+2+3+4+5+?要求在LED上 循环显示结果 1 、 3、 6、 0A、 ?。调试、运行通过后将程序写 在下面。4 .根据以上软硬件设计，在“ TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统”上调试，检测实现的功能是否达到设计要 求。5撰写课程设计报告（文件名：学号姓名 .doc ），课程设计报告中所规定的图文齐全、符合要求、结构合理、文章 通顺；能对实验中出现的问题提出改进意见并加以分析说明。五、进度安排本学期第 17-18 周。6月 11

11、日-6 月 12日：资料查找、设计总体结构及数据 通路框图。 6 月 13日-6 月 14日：设计模型机指令系统。 6 月 15 日 -6 月 20 日：搭建模型机、整机调试。6月 21日-6 月 22日：资料整理、课程设计说明书编写。六、完成后应上交的材料一、数据格式及指令系统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：-2 XV 2-1 o72. 指令格式模型机设计 4 大类指令共 16 条，其中包括算术逻辑指 令、I / O指令、访问及转移指令和停机指令。 （1） 算术逻辑指令设计 9 条算术逻辑指令并用单字节表

12、示，寻址方式采用 寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP-CODE操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄 存器，并规定：（2） 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） 、结果为零或有进位转移 指令 （BZC） ，指令格式如下：9 条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表 1 。其中，OP-COD助操作码，Rd为目的寄存器，D为位移 量（正负均可），M为寻址方式，其定义如下：本模型机规定变址寄存器 RI 指定为寄存器 R2。 （3） 输入输出（ I/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“INPUT DEVICE中的开关组 作为入设备，addr=10时，选中“ OUTPUTDEVICE中的数码 块作为输出设备。（4） 停机指令 停机指令格式如下：76 5 4 3 2 1 0HALT指令，用于实现停机操作。 3指令系统