计算机硬件基础课程设计报告.doc

扬州大学广陵学院 课程设计报告 课程名称 《计算机硬件组成原理》课程设计 设计题目 计算机整机实验 组员 徐凯霞 110047129 孙小敏 110047123 李俊 110047113 班 级 软件81101 指导老师 葛桂萍 2013年7月2日 课程设计目的与要求 目的：通过对一个简单计算机的设计，深入了解实验计算机整机的内部构造。对计算机的组成、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了更深的了解，加深对理论课程的理解，了解实验计算机的指令类型。 要求： 运算器：采用单累加器多寄存器结构（开关KA、KB、KC、KR 分别置左、右、右、左）。 指令系统：多于16条指令，外设和内存统一编址、统一操作指令。 内存寻址方式：寄存器直接寻址、寄存器间接寻址、直接寻址、立即数寻址。 二、整机逻辑框图 根据实验要求，实验计算机属多累加器结构。因此，应将实验仪上的KA、KB、KC、KD 四组开关分别置为右、左、左、上的位置。另外，实验计算机和外设不妨采用I/O查询方式。 其中相关部件为: 模型机的控制信号及含义： OOB: 外部数据总线 CG：ACT接数控制 IDB：内部数据总线 OT：TMP接数控制 A ：累加器 OB：BUFFER的输出控制 ACT：累加器暂存器 CP：进位CY的指数控制 TMP：暂存器 GI：IR1的接收控制 ALU：运算器 CL：IR2的接收控制 74153：二四选一 OI：IR1/IR2（地址）送LAB的控制 R3~0：三态输出寄存器堆 RC：读内存 BUFFER：输出缓存器 WC：写内存 IR1、IR2：指令寄存器 B1：IAB→OAB允许 74157：四二选一 B2：ODB→IDB允许 PC：程序计数器 B3：IDB→ODB允许 LAB：内部地址总线 LP：PC接数控制 OAB：外部地址总线 PCO：PC输出控制 MIR：微指令寄存器 P+1：PC加1计数控制 CM ：控制寄存器 MLD：微程序计数器MPC的接数控制 MPC：微程序计数器 MP+1：微程序计数器MPC加1计数控制 /Cn、M、S0、S1、S2、S3：ALU功能控制 整机逻辑框图如下： 三、样机指令系统 整机模型计算机的指令的IR1的高6位（I7~I2）可以作为指令的操作码位，所以它的 指令系统最多64条指令。 加法指令ADD A，Ai；（A）+（Ai）→A 减法指令SUB A，Ai；（A）-（Ai）→A 数据传送指令MOV A，Ai；（Ai）→A 取数指令LDA Ai；（Ai）→A 存数指令STA Ai；（A）→Ai 左移指令RLC A；C、A左环移一位 Ai （条件） Ai （条件） A 条件转移指令JC/JZ/JA0/JMP Ai； 停止指令HALT；置“0”RUN 指令系统中指令格式为： 单字节指令 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 OP OP Ai 双字节指令 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I0 地址/数据 OP OP addrH addrL/data （其中，双字节指令中若是直接寻址方式，I2既是操作码，又是地址码的最高位a10。因此，访问内存和外设指令形式虽相同，但具有不同的操作码） 四、样机微指令格式和指令微程序 五、附接线图 SA-X0-M16 SB-X1-M17 P0-CY P1-A0-SR P2-A7-SL CA-/Φ-CC S3-M22 S2-M22 S1-M