計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)--一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)試

上傳人：奔*** IP屬地：河北更新時(shí)間：2024-03-01 格式：docx 頁數(shù)：33 大?。?.15MB 人氣指數(shù)：12 舉報(bào) 版權(quán)申訴

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告　　課程名稱：計(jì)算機(jī)組成原理 　　專業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 　　班級(jí)：計(jì)算機(jī)1004班 　　學(xué) 號(hào)

2、： 　　姓名： 　　指導(dǎo)老師： 　　日期： 2013年3月20日 　　設(shè)計(jì)題目

3、;　　一臺(tái)模型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與調(diào)試　　1.數(shù)據(jù)格式　　字長(zhǎng)：8位　　格式：定點(diǎn)整數(shù)　　其中: 第7位為符號(hào)位，數(shù)值表示范圍是：<p

4、>　　定點(diǎn)整數(shù)：-128 ≤X≤127。　　2.指令系統(tǒng)　　指令的類型設(shè)計(jì)：算術(shù)邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)存取、程序控制、輸入輸出，按固定操作碼4位長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)14條指令。　　2.1.算術(shù)邏輯運(yùn)算指令　　設(shè)計(jì)7條算術(shù)邏輯運(yùn)算類指令并用

5、單字節(jié)表示，尋址方式采用寄存器尋址，指令為RR型，其格式如下：　　其中：OP-CODE為操作碼，Rs為源寄存器，Rd為目的寄存器　　2.2.訪內(nèi)指令及轉(zhuǎn)移指令　　2條訪問指令：存數(shù)(STA)、取數(shù)(LDA)　　2條轉(zhuǎn)移指令：無條件轉(zhuǎn)移(JMP)、結(jié)果為零或有進(jìn)位轉(zhuǎn)移指令(

6、BZC)　　指令格式為：　　其中：D為位移量(正負(fù)均可)，M為尋址方式，其定義如下：　　本模型機(jī)選擇變址寄存器Ri為寄存器R2。　　2.3.輸入輸出指令　　格式如下： <

7、;/b>　　其中，addr=01 時(shí)，選中“INPUT DEVICE”中的開關(guān)組作為入設(shè)備，addr=10時(shí)，選中“OUTPUT DEVICE”中的七段LED數(shù)碼塊作為輸出設(shè)備。　　2.4.停機(jī)指令　　格式如下：

8、;　　停機(jī)指令HALT，用于實(shí)現(xiàn)停機(jī)操作。　　2.5.具體編碼　　3.數(shù)據(jù)通路　　3.1.全局概略圖　　3.2.單片機(jī)寫控制</p

9、>　　3.3.微程序顯示　　3.4.指令寄存器　　3.5.通用寄存器　　3.6.運(yùn)算器　　3

10、.7.內(nèi)存和程序計(jì)數(shù)器　　3.8.地址總線顯示　　3.9.手動(dòng)輸入微程序　　3.10.單片機(jī)寫微程序　　3.11.控制存儲(chǔ)器　　3.12.指令譯碼

11、3.13.微地址顯示　　3.14.單片機(jī)與數(shù)據(jù)總線輸入　　3.15.設(shè)計(jì)說明　　4.時(shí)序系統(tǒng)　　4.1.時(shí)序系統(tǒng)與起?？刂?lt;/p>　　4.2.時(shí)

12、序波形圖　　5.微指令格式　　6.微程序控制器　　6.1.原理圖　　6.2.地址轉(zhuǎn)移邏輯<

13、b>　　7.微程序流程圖　　8.微程序代碼表　　9.設(shè)計(jì)體會(huì)　　這次計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)不僅是一個(gè)綜合復(fù)習(xí)課堂知識(shí)的過程，而且是一次非常好的鍛煉實(shí)踐能力的機(jī)會(huì)。　　以前

14、在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這個(gè)專業(yè)時(shí)，主要是接觸軟件，忽略了很多硬件方面的知識(shí)。但是，只有綜合學(xué)習(xí)和應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟硬件知識(shí)，才能更好和更深層次地理解計(jì)算機(jī)的工作原理。　　在課程設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)對(duì)學(xué)過的一些理論知識(shí)的理解還不夠深刻，尤其是一些細(xì)節(jié)方面的知識(shí)。只是知其然，而不知其所以然，缺乏深入的思考，往往只看到了表面。　　在課程設(shè)計(jì)過程中遇到了一些理解不清的知識(shí)點(diǎn)。通

15、過看課本，到圖書館借閱相關(guān)資料學(xué)習(xí)，最后加深了對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解，應(yīng)用到了課程設(shè)計(jì)中。對(duì)一些芯片的具體參數(shù)和用法不太熟悉，通過上網(wǎng)搜索，學(xué)會(huì)了使用這些芯片。　　通過這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)計(jì)算機(jī)的組成和工作原理的理解更加深入了。同時(shí)，也鍛煉了自己實(shí)際分析問題和解決問題的能力，為以后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。　　10.參考文獻(xiàn)

16、　　《計(jì)算機(jī)組成原理》，科學(xué)出版社，白中英著。　　《計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)教程》，西安電子科技大學(xué)出版社，楊小龍編著。　　百度百科中相關(guān)芯片資料　　11.附錄 　　11.1.單片機(jī)寫程序

17、　　#include "reg51.h"　　#define DELAY_T 4 //延時(shí)函數(shù)單位時(shí)間　　#define PRO_LONG 16 //程序長(zhǎng)度　　sbit C51_NOT_SW_B=P0^0;//C51單片機(jī)寫存儲(chǔ)器控制邏輯&

18、lt;/p>　　sbit WUD_CE0=P1^0;//寫微程序數(shù)據(jù)片選信號(hào)　　sbit WUD_CE1=P1^1;　　sbit WUD_CE2=P1^2;　　sbit MCS0=P1^3;//控制存儲(chǔ)器片選信號(hào)　　sbit

19、MCS1=P1^4;　　sbit MCS2=P1^5;　　sbit MOE=P1^6;//控制存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)　　sbit MWE=P1^7;//控制存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)　　sbit WRITE_TUA=P2^0;//寫微地址轉(zhuǎn)移邏輯選通信號(hào)<

20、/p>　　sbit C51_LDAR=P2^1;//C51寫地址寄存器選通信號(hào)　　sbit WDBUSCE=P2^2;//寫數(shù)據(jù)總線選通信號(hào)　　sbit C51_CE=P2^3;//C51訪問存儲(chǔ)器片選信號(hào)　　sbit C51_OE=P2^4;//C51讀存儲(chǔ)器選通信號(hào)

21、　　sbit C51_WE=P2^5;//C51寫存儲(chǔ)器選通信號(hào)　　sbit OEUA=P2^6;//C51寫微地址選通信號(hào)　　sbit WEUA=P2^7;//C51鎖存微地址信號(hào)　　/*程序注釋

22、　　輸入R1=16　　輸出R1=16　　內(nèi)存讀取R0=12　　輸出R0=12

23、自增R0　　輸出R0=13　　R0+R1->R1=29　　輸出R1=29　　輸出R1=29

24、　　清零R0=0　　輸出R0=0　　輸出R0=0　　輸出R0=0　　停機(jī)</

25、p>　　*/　　char ram[16]={ //程序　　0x45,//0100 0101 IN R1 //R1=16　　0x59,//0101 1001 OUT R1 //R1=16<p&g

26、t;　　0x00,//0000 0000 LAD R0 //R0=[0x0f]=0x12　　0x0f,//data_0=[0x0f]=0x12　　0x58,//0101 1000 OUT R0 //R0=0x12　　0xb0,//1011 0000 INC R0 //R0=13

27、　　0x58,//0101 1000 OUT R0 //R0=13 　　0x91,//1001 0001 R0+R1->R1 //R1=16+13=29　　0x59,//0101 1001 OUT R1 //R1=29　　0x59,//0101 1001 OUT R1<

28、/p>　　0x70,//0111 0000 CLR R0 //R0=00　　0x58,//0101 1000 OUT R0 //R0=00　　0x58,//0101 1000 OUT R0 //R0=00　　0x58,//0101 1000 OUT R0 //R0=00

29、　　0x60,//0110 0000 STOP 　　0x12,//data_0=[0x0f]=0x12 　　};　　char code c2[61]={ //控制存儲(chǔ)器高8位

30、　0x01,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,　　0x01,0x01,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x95,　　0x01,0x01,0x01,0x01,0x00,0x01,0x01,0x31,　　0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,0x01,

31、0x01,0x01,　　0x00,0x02,0x05,0x01,0x01,0x95,0x00,0x01,　　0x95,0x95,0x01,0x95,0x01,0x05,0x09,0x01,　　0x05,0x95,0x01,0x01,0x05,0xb9,0x0d,0x01,

32、　　0x29,0x01,0x19,0x07,0x06　　};　　char code c1[61]={ //控制存儲(chǔ)器中8位　　0x81,0xed,0xc0,0xa0,0xe0,0xe0,0xa0,0xe0,　　0xed,0xe

33、d,0xa0,0x80,0x20,0xa0,0xb6,0xea,　　0xed,0xed,0xed,0xed,0x10,0x04,0x80,0x9a,　　0x92,0xa2,0xb2,0xa4,0xa2,0xa4,0x82,0x82,　　0x90,0x84,0xda,0x80,0x80,0xaa,0xa0,0xbc

34、,　　0xea,0xaa,0xb4,0x9a,0xa4,0xaa,0xaa,0xaa,　　0xaa,0x9a,0x9a,0xb4,0xda,0x9a,0x9a,0xa2,　　0x98,0xa2,0x98,0x0a,0x8a　　};&l

35、t;/p>　　char code c0[61]={ //控制存儲(chǔ)器低8位　　0x08,0x82,0x50,0x04,0xa0,0x06,0x07,0xa0,　　0x8a,0x8c,0x3b,0x01,0x3c,0x0e,0x0f,0x25,　　0x83,0x85,0x8d,0x

36、a6,0x01,0x01,0x16,0x01,　　0x01,0x2a,0x2c,0x32,0x33,0x36,0x08,0x08,　　0x01,0x01,0x01,0xe4,0x01,0x90,0x27,0x28,　　0x29,0x90,0x2b,0x01,0x2d,0x2e,0x2f,0x30,</p&g

37、t;　　0x31,0x01,0x01,0x36,0x01,0x01,0x01,0x08,　　0x08,0x08,0x08,0x08,0x09　　};　　char i;　　v

38、oid delay(char t) //延時(shí)函數(shù)，調(diào)整延時(shí)時(shí)間，可看到讀寫過程　　{　　char i,j,k;　　for(i=0;i<t;i++)　　for(j=0;j<t;j++)

39、;　　for(k=0;k<t;k++)　　;　　}　　void init(void) //初始化數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備寫入數(shù)據(jù)　　{<

40、;p>　　C51_NOT_SW_B=1;　　WUD_CE0=1;　　WUD_CE1=1;　　WUD_CE2=1; 　　MCS0=1;　　MCS1=1;

41、;　　MCS2=1;　　MOE=1;　　MWE=1;　　WRITE_TUA=1;　　C51_LDAR=0;</

42、p>　　WDBUSCE=1;　　C51_CE=1;　　C51_OE=1;　　C51_WE=1;　　OEUA=1;

43、　　WEUA=0;　　}　　void pre_run(void) //準(zhǔn)備運(yùn)行模型計(jì)算機(jī)　　{

44、　　C51_NOT_SW_B=0;　　WUD_CE0=1;　　WUD_CE1=1;　　WUD_CE2=1;　　MCS0=0;　　MCS1=0;</p

45、>　　MCS2=0; 　　MOE=0;　　MWE=1;　　WRITE_TUA=0;　　C51_LDAR=0;

46、　　WDBUSCE=1;　　C51_CE=1;　　C51_OE=1;　　C51_WE=1;　　OEUA=1;</

47、b>　　WEUA=0;　　}　　void write_ram(void) //寫內(nèi)存　　{

48、;　　init();　　for(i=0;i<PRO_LONG;i++) 　　{　　P3=i; 　　WDBUSCE=0;　　C51

49、_LDAR=0;　　C51_LDAR=1;　　delay(DELAY_T);　　P3=ram[i];　　WDBUSCE=0;　　C51_CE=0; 　　C51_W

50、E=0;　　delay(DELAY_T);　　C51_CE=1;　　C51_WE=1;　　delay(DELAY_T); 　　WDBUSCE=1;

51、　　delay(DELAY_T); 　　} 　　P3=0; //地址寄存器清零　　WDBUSCE=0;　　C51_LDAR=0;　　C51_LDAR=1;<

52、;/p>　　} 　　void read_ram(void) //讀內(nèi)存　　{　　init();　　for(i=0;i<PR

53、O_LONG;i++)　　{　　P3=i; 　　WDBUSCE=0;　　C51_LDAR=0;　　C51_LDAR=1;<p

54、>　　delay(DELAY_T);　　WDBUSCE=1;　　C51_CE=0;　　C51_OE=0;　　delay(DELAY_T); 　　C51_CE=1;

55、;　　C51_OE=1;　　delay(DELAY_T); 　　} 　　P3=0; //地址寄存器清零　　WDBUSCE=0;<p

56、>　　C51_LDAR=0;　　C51_LDAR=1;　　} 　　void write_m_ram(void) //寫控制存儲(chǔ)器　　{ <b

57、>　　init();　　MCS0=0;　　for(i=0;i<61;i++) 　　{　　P3=i; &

58、lt;p>　　OEUA=0;　　WEUA=0;　　WEUA=1;　　P3=c0[i];　　WUD_CE0=0;<p&

59、gt;　　MOE=1;　　MWE=0; 　　MWE=1;　　delay(DELAY_T);　　WUD_CE0=1;

60、　　delay(DELAY_T); 　　} 　　MCS0=1;　　MCS1=0;　　for(i=0;i<61;i++) &l

61、t;p>　　{　　P3=i; 　　OEUA=0;　　WEUA=0;　　WEUA=1;</b

62、>　　P3=c1[i];　　WUD_CE1=0;　　MOE=1;　　MWE=0; 　　MWE=1;&l

63、t;/p>　　delay(DELAY_T);　　WUD_CE1=1;　　delay(DELAY_T); 　　} 　　MCS1=1;<p

64、>　　MCS2=0;　　for(i=0;i<61;i++) 　　{　　P3=i; 　　OEUA=0;<

65、/p>　　WEUA=0;　　WEUA=1;　　P3=c2[i];　　WUD_CE2=0;　　MOE=1;

66、;　　MWE=0; 　　MWE=1;　　delay(DELAY_T);　　WUD_CE2=1;　　delay(DELAY_T);

67、;　　} 　　MCS2=1;　　} 　　void read_m_ram(void) //讀控制存儲(chǔ)器　　{ </

68、p>　　init();　　MWE=1;　　for(i=0;i<61;i++) 　　{　　P3=i; &

69、lt;/b>　　OEUA=0;　　WEUA=0;　　WEUA=1;　　MCS0=0;

70、　　MCS1=0;　　MCS2=0;　　MOE=0;　　delay(DELAY_T*1);　　MOE=1;

71、　　delay(DELAY_T*1); 　　}　　P3=0; 　　OEUA=0;　　WEUA=0;

72、;　　WEUA=1; 　　} 　　void main(void) //主函數(shù)　　{　　write_ram(

73、); //寫內(nèi)存　　read_ram(); //讀內(nèi)存　　write_m_ram(); //寫控制存儲(chǔ)器　　read_m_ram(); //讀控制存儲(chǔ)器　　pre_run(); //準(zhǔn)備運(yùn)行<b&g

74、t;　　while(1)　　;　　}　　11.1.微程序編碼轉(zhuǎn)換程序　　因?yàn)樾枰獙⒃S多24位2進(jìn)制的微程序轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制的數(shù)據(jù)寫入控制存儲(chǔ)器，所以用PHP語言編寫自動(dòng)轉(zhuǎn)換程序，

75、提高轉(zhuǎn)換速度和準(zhǔn)確度。　　運(yùn)行效果如下圖：　　<?php　　echo "welcome to data change<hr>";　　function num2

76、_to_num16($str)　　{　　switch($str)　　{　　case"0000":return '0';

77、　　case"0001":return '1';　　case"0010":return '2';　　case"0011":return '3';　　case"0100":return &

78、#39;4';　　case"0101":return '5';　　case"0110":return '6';　　case"0111":return '7';

79、;　　case"1000":return '8';　　case"1001":return '9';　　case"1010":return 'a';　　case"1011":return

80、'b';　　case"1100":return 'c';　　case"1101":return 'd';　　case"1110":return 'e';<p&g

81、t;　　case"1111":return 'f';　　default:return "<hr>wrong num2<hr>";　　}　　}

82、;　　$numbers=file_get_contents('number.txt');　　$numbers_array=explode("\n",$numbers); //切開字符串　　$rs=array();　　foreach($numbers_ar

83、ray as $v)　　{　　$v1=substr($v,0,1);　　if($v1<'0'||$v1>'9')　　; <

84、p>　　else　　array_push($rs,$v);　　}　　foreach($rs as &$v)　　{<

85、p>　　$mode="/\D/";　　$v=preg_replace($mode,'',$v);　　}　　foreach($rs as &$v)//change to num16<

86、;b>　　{　　$temp='';　　for($i=0; $i<6; $i++)　　$temp.=num2_to_num16(substr($v,2+4*$i,4));　　$v=$tem

87、p;　　}　　$i=0;　　$output=array('','','');　　foreach($rs as $v)<

88、;p>　　{　　if(($i+1)%8==0)　　$tail=' ';　　else　　$tail='';<p

89、>　　$output[0].="0x".substr($v,0,2).','.$tail;　　$output[1].="0x".substr($v,2,2).','.$tail;　　$output[2].="0x".substr($v,4,2).'

90、;,'.$tail;　　$i++;　　}　　$i=2;　　echo "program result=<hr>";&l

91、t;/p>　　foreach($output as &$v)　　{　　$v="char code c".$i--."[61]={ ".substr($v,0,-6).' }; &

眾賞文庫> 全部分類> 畢業(yè)設(shè)計(jì)

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