八位教學(xué)模型機(jī)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門(mén)重要課程。該課程涉及學(xué)科知識(shí)較多，需要硬件，軟件，數(shù)字電路，程序設(shè)計(jì)方法學(xué)等課程的支撐，對(duì)學(xué)生的綜合理解能力要求較高。親自參與該門(mén)課程實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是學(xué)好這門(mén)課程的一個(gè)非常有效的方法，因此，該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)也越來(lái)越受到各所高校的重視。教學(xué)模型機(jī)設(shè)計(jì)是該門(mén)課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，只有親自動(dòng)手參與設(shè)計(jì)一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)，學(xué)生才能深刻理解該課程的相關(guān)知識(shí)原理，才能從根本上理解計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程。該模型機(jī)的設(shè)計(jì)主要是為了學(xué)

2、生對(duì)《計(jì)算機(jī)組成原理》這門(mén)課程所講述的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生在數(shù)字電路硬件設(shè)計(jì)方面的動(dòng)手能力和邏輯思維能力，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，加深學(xué)生的整機(jī)概念。
　　本模型機(jī)采用數(shù)字電路的設(shè)計(jì)方法，在深刻理解原理的基礎(chǔ)上熟悉各種芯片的工作方式，然后利用Protel99SE進(jìn)行原理圖設(shè)計(jì)、板圖設(shè)計(jì)，后期進(jìn)行焊接和電路調(diào)試，最后進(jìn)行整機(jī)調(diào)試和程序驗(yàn)證。模型機(jī)采用單總線結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)通路為八位。模型機(jī)設(shè)計(jì)分為時(shí)序電路部分，存儲(chǔ)器

3、部分，運(yùn)算器部分，微程序控制器部分四個(gè)模塊。筆者在存儲(chǔ)器模塊更換了存儲(chǔ)體，并據(jù)此重新設(shè)計(jì)了電路；在運(yùn)算器模塊增加了暫存器SB的顯示裝置，根據(jù)指令的不同撰寫(xiě)了不同的實(shí)驗(yàn)操作步驟；在時(shí)序脈沖模塊重新設(shè)計(jì)了脈沖源，并且設(shè)計(jì)了新的時(shí)序周期m6、m5、m1、m2、m3、m4；在微程序控制模塊，采用ROM拼接的方法實(shí)現(xiàn)微指令的一次性讀取，并將所有的微程序重新進(jìn)行寫(xiě)控制存儲(chǔ)器操作，微指令地址也進(jìn)行了重新的分配。最后，在整機(jī)調(diào)試成功后，筆者利用匯編程序