组成原理课程设计讲义之模型机设计

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1、金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率组成原理课程设计组成原理课程设计 设计题目设计题目 模型机设计模型机设计 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率课程设计目的l掌握整机动态工作过程l了解微程序控制器的设计，构建指令系统l组建模型机，编写应用程序进行调试金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率设计内容和要求1.设计内容 （1）设计指令系统 （2）编写微

2、程序 （3）实验接线 （4）编写应用程序，选择实现下列要求的一种功能 输入两个一位十进制数，计算两数之和，并以BCD码输出 输入一个两位十进制数，求其负值的补码 输入几个数，统计奇数和偶数的个数 2.设计要求 （1）指令在8条以上 （2）寻址方式包括：寄存器寻址、直接寻址、立即数寻址 （3）数据由键盘输入 （4）由数码管显示结果金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率报告要求l手写l统一封面l第一页为任务书l内容包括：设计目的、设计器材、设计要求 、模型机结构、指令编码、微程序、应用程 序、接线图、调试、结果分析、

3、总结等。l收报告截止日期：18周周五金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率EL-JY-组成原理实验仪介绍 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率底板布局 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率模型机结构框图 由4片74181构成 16位ALUS3 S2 S1 S0 M Cn 选择运算功能ALU_G为三态门 输出控制信号， 低电平可输出LT1、LT2为数

4、 据暂存器，各由 2片74273构成LDR1、 LDR2两 个暂存器接数控制 ，高电平有效由Ax、Bx、Cx 构 成寄存器堆 LRi为寄存器堆的写 控制，高电平有效RiG为寄存器输出 控制 ，低电平有效M S0 S1为移位寄存 器功能选择，与ALU 使用相同的控制信号G-299为移位寄存器输 出控制信号，低电平 有效在开关方式下，输入设 备由16位电平开关及两 个74244构成当DIJ-G为低电平时将 16位开关状态送上数据 总线 在键盘方式或联机方式 下，数据可由键盘或串 口线输入，可以不用数 据输入电路。 输出设备由底板上的四 个LED数码管及其译码 、驱动电路构成 当D-G和W/R均为低

5、电 平时将数据总线的数据 送入数码管显示 存储器部分由两片6116 构成16位存储器，地址 总线只用低八位CE为片选信号，低 电平有效WE为读写信号，低 电平写，高电平读LAR为地址寄存器的 锁存控制 ，高电平 有效LOAD为程序计数器 的置数控制 ，高电 平有效LPC为程序计数器的 时钟控制 ，高电平 有效PC-G为程序计数 器的输出控制 ，低 电平有效LDIR为指令寄存器 的锁存控制 ，高电 平有效金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率工作原理 1 1数据格式数据格式 本实验计算机采用定点补码表示法表示数据，

6、字本实验计算机采用定点补码表示法表示数据，字 长为长为1616位，其格式如下：位，其格式如下：其中第其中第1616位为符号位，数值表示范围是：位为符号位，数值表示范围是： -32768X32767 -32768X32767 1514 13 0符号尾 数金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率2 2指令格式指令格式 （1 1）算术逻辑指令）算术逻辑指令 设计设计9 9条单字长算术逻辑指令，寻址方式采用寄条单字长算术逻辑指令，寻址方式采用寄 存器直接寻址。其格式如下存器直接寻址。其格式如下 7 6 5 43 21 0O

7、Prsrd金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率其中其中OPOP为操作码，为操作码，rsrs为源寄存器，为源寄存器，rdrd为目的寄存器为目的寄存器 ，并规定：，并规定：OP011110001001 1010 10111100110111101111指令CLR MOV ADD SUBINCAND NOTRORROLrs或rd选定寄存器00Ax 01Bx 10Cx金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率（2 2）存储器访问及转移指令）存

8、储器访问及转移指令存储器的访问有两种，即存数和取数。它们存储器的访问有两种，即存数和取数。它们 都使用助记符都使用助记符MOVMOV，但其操作码不同。转移，但其操作码不同。转移 指令只有一种，即无条件转移（指令只有一种，即无条件转移（JMPJMP）。指）。指 令格式如下：令格式如下：7 65 43 21 000MOPrdD金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率其中其中OPOP为操作码，为操作码，rdrd为寄存器。为寄存器。MM为寻址模式，为寻址模式，D D 随随MM的不同其定义也不相同，如下表所示：的不同其定义也

9、不相同，如下表所示： OP000110指令说明 写存储器读存储 器转移指令寻址模式M有效地址ED定义说 明00E=（PC）+1立即数立即寻址 10E=D直接地址直接寻址 11E=100H +D直接地址扩展直接寻址金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率（3 3）I/OI/O指令指令 输入（输入（ININ）和输出（）和输出（OUTOUT）指令采用单字节指令）指令采用单字节指令 ，其格式如下：，其格式如下：其中，当其中，当OP=0100OP=0100且且addr=10addr=10时，从时，从“ “数据输入电数据输入电

10、 路路” ”中的开关组输入数据；当中的开关组输入数据；当OP-CODE=0100OP-CODE=0100且且 addr=01addr=01时，将数据送到时，将数据送到“ “输出显示电路输出显示电路” ”中的数码中的数码 管显示。管显示。7 6 5 43 21 0 OPaddrrd金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率3指令系统 含14条基本指令，其中算术逻辑指令8条 ，访问内存指令和程序控制指令4条。输入 输出指令2条。金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一

11、的市场营销如何提高工作效率汇编符号指令的格式功 能 MOV rd，rs1000 rs rdrsrd ADD rd，rs1001 rs rdrs+rdrd SUB rd，rs1010 rs rdrd-rsrd INC rd1011 rd rdrd+1rd AND rd，rs1100 rs rdrsrdrd NOT rd1101 rd rd/rdrdROR rd1110 rd rdrd ROL rd1111 rd rdrd 基本指令表金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率汇编符号指令的格式功 能 MOV D，rd00

12、 10 00 rdrdD D MOV rd, D00 10 01 rdDrd D MOV rd,D00 00 01 rdDrd DJMP D00 00 10 00DPC D IN rd, KIN0100 10 rdKINrd OUT DISP，rd0100 01 rdrdDISP基本指令表(续）金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率4设计微代码 微程序设计的关键技术之一是处理好每条 微指令的下地址，以保证程序正确高效地 进行。本系统采用分段编码的指令格式， 采用断定方式确定下一条微指令的地址。金牌业务人员基础素质

13、技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率控制场 下地址场 微指令寄存器MIR微地址形成电路控存CM微操作控制信号指令操作码状态条件微指令微地址断定方式微程序控制部件示图 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率每条微指令由每条微指令由2424位组成，位组成， 其控制位顺序如下：其控制位顺序如下：242322212019181716 S3S2S1S0MCnWE1A1B 15 14 1312 11 10 9 8 7654321 F1F2F3uA5uA4uA3

14、uA2uA1uA0金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率控制存储器电路 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率微地址形成电路 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率微指令译码电路 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率MS24MS16对应于微指令的第2416位 ，S3S2

15、S1S0MCn为运算器的方式控制， WE为外部器件的读写信号，1表示写，0 表示读；控制总线上的WR为外部读写控制 电路的输出，其控制电路为 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率 1A、1B用于选通外部器件，通常接至底板IO 控制电路的1A1B端，四个输出Y0Y1Y2Y3接 外部器件的片选端。（注：Y3被系统占用， 用于输入中断，Y0Y1Y2能被用户使用）。I/O 控制电路由一片74LS139构成，用于为外部器 件提供选通信号。其原理和逻辑关系如下图所 示： I/O控制电路 金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率输 入输 出1A1BY0Y1Y2Y3000111101011011101111110金牌业务人员基础素质技能精华训练职业院校校内实训基地建设方案的开发与设计电子客户关系管理一对一的市场营销如何提高工作效率、三个字段的编码方案 F1字段F2字段F3字段15 14 13选择12 11 10选择9 8 7选择 0 0 0LRi0 0 0RAG0 0 0P1 0 0 1LOAD0 0