計算機組成原理課程設(shè)計模型機設(shè)計與實現(xiàn)

1、12 武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院計算機組成原理課程設(shè)計說明書學(xué)號10213312106武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院課 程 設(shè) 計課程名稱 計算機組成原理 題 目 模型機設(shè)計與實現(xiàn) 專 業(yè) 物聯(lián)網(wǎng)工程 班 級 1121 姓 名 成 績 指導(dǎo)教師 2013 年 12 月 19 日課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目 模型機設(shè)計與實現(xiàn) 設(shè)計目的1. 鞏固和加深所學(xué)的硬件系統(tǒng)知識；2. 學(xué)習(xí)和掌握硬件系統(tǒng)的設(shè)計方法；3掌握計算機各模塊的原理和相互關(guān)系,建立計算機整機概念4利用基本模型機的構(gòu)建與調(diào)試實驗，完整地建立計算機硬件的整機模型，掌握cpu的基本結(jié)構(gòu)和控制流程，掌握指令執(zhí)行的基本過程。設(shè)計任務(wù) （在規(guī)定的時間內(nèi)完成下列任務(wù)）

2、1掌握cisc微控制器功能與微指令格式2設(shè)計五條機器指令,并編寫對應(yīng)的微程序3在tdn-cm+教學(xué)實驗系統(tǒng)中調(diào)試機器指令程序,確認運行結(jié)果時間安排 1.第16周周1(12月16日下午):全體集中講解課程設(shè)計原理與方法2.第16周周15(12月1620日):分班調(diào)試，撰寫設(shè)計報告具體要求112月16日周1：熟悉任務(wù)，掌握設(shè)備2周2：完成模型機的實驗線路連接 3周3：調(diào)試模型機，記錄實驗結(jié)果 4周3：擬定課程設(shè)計報告大綱5周4：撰寫并打印課程設(shè)計報告 指導(dǎo)教師簽名： 田小華 2013 年 12 月 20 日教研室主任簽名： 2013 年 12 月 22 日 目錄1 課程設(shè)計目的.42 實驗設(shè)備.4

3、3 實驗內(nèi)容.44 課程設(shè)計總結(jié).95 課程設(shè)計心得及體驗.106 教師評語.111.課程設(shè)計目的：掌握計算機功能模塊的原理,建立計算機整機概念2.設(shè)備：tdn-cm組成原理實驗系統(tǒng),排線若干3.實驗內(nèi)容: 3.1課程設(shè)計原理采用五條機器指令:in,add,sta,out,jmp 地 址（二進制） 容（二進制） 助記符 說 明 0000 0000 0000 0000 in r0 “input device(班號)”r0 0000 0001 0001 0000 add 0ah,r0 r0+0ah r0 0000 0010 0000 1010 0000 0011 0010 0000 sta r0,

4、0bh r00bh 0000 0100 0000 1011 0000 0101 0011 0000 out 0bh 0bh led 0000 0110 0000 1011 0000 0111 0100 0000 jmp 00h 00h pc 0000 1000 0000 0000 0000 1001 0000 1010 0000 1001 學(xué)號(16號同學(xué)) 0000 1011 求和結(jié)果(班號加學(xué)號)實驗數(shù)據(jù)通路框圖，見圖1圖1實驗數(shù)據(jù)通路框圖3.2 微指令格式 實驗過程中使用的機器指令的微指令格式如圖2 圖2 微指令格式微程序流程圖如圖3： 圖3 微指令流程圖3.3微指令二進制代碼表微指令二

5、進制代碼表，詳見表1表1 微指令二進制代碼表八進制二 進 制 格 式十 六 進 制 格 式微地址s3s2s1s0 m cnwe a9a8abca5a0微地址微指令內(nèi)容00q0 0 0 0 0 0 0 1 10000001000 1 0 0 0 000h018110h01q0 0 0 0 0 0 0 1 11101101100 0 0 0 1 001h01ed82h02q0 0 0 0 0 0 0 0 11000000010 0 1 0 0 002h00c048h03q0 0 0 0 0 0 0 0 11100000000 0 0 1 0 003h00e004h04q0 0 0 0 0 0 0

6、0 10110000000 0 0 1 0 104h00b005h05q0 0 0 0 0 0 0 1 10100010000 0 0 1 1 005h01a206h06q1 0 0 1 0 1 0 1 10011010000 0 0 0 0 106h959a01h07q0 0 0 0 0 0 0 0 11100000000 0 1 1 0 107h00e00dh10q0 0 0 0 0 0 0 0 00010000000 0 0 0 0 108h001001h11q0 0 0 0 0 0 0 1 11101101100 0 0 0 1 109h01ed83h12q0 0 0 0 0 0 0

7、1 11101101100 0 0 1 1 10ah01ed87h13q0 0 0 0 0 0 0 1 11101101100 0 1 1 1 00bh01ed8eh14q0 0 0 0 0 0 0 1 11101101100 1 0 1 1 00ch01ed96h15q0 0 0 0 0 0 1 0 10000010000 0 0 0 0 10dh028201h16q0 0 0 0 0 0 0 0 11100000000 0 1 1 1 10eh00e00fh17q0 0 0 0 0 0 0 0 10100000000 1 0 1 0 10fh00a015h20q0 0 0 0 0 0 0

8、1 11101101100 1 0 0 1 010h01ed92h21q0 0 0 0 0 0 0 1 11101101100 1 0 1 0 011h01ed94h22q0 0 0 0 0 0 0 0 10100001000 1 0 1 1 112h00a117h23q0 0 0 0 0 0 0 1 10000000000 0 0 0 0 113h018001h24q0 0 0 0 0 0 0 0 00100000000 1 1 0 0 014h002018h25q0 0 0 0 0 1 1 1 00001010000 0 0 0 0 115h070a10h26q0 0 0 0 0 0 0

9、0 11010001100 0 0 0 0 116h00d181h27q0 0 0 0 0 1 1 1 00001010000 1 0 0 0 017h070a10h30q0 0 0 0 0 1 1 0 10001010000 1 0 0 0 118h068b11h 3.4 實驗步驟3.4.1實驗接線圖：注意：接線過程中不得有任何錯誤！3.4.2操作步驟3.4.2.1微控器編程開關(guān)撥至run,“step”step,“stop”run3.4.2.2 實驗箱利用com1口與微機連接，實驗箱加電，啟動微機：3.4.2.3進入安裝實驗系統(tǒng)的目錄3.4.2.4對實驗箱復(fù)位；3.4.2.5桌面上選擇:cm

10、p圖標(biāo)，運行cmp.exe，進入實驗運行環(huán)境；3.4.2.6選擇轉(zhuǎn)載菜單的裝載功能: c:tangducmpsampleex1.txt3.4.2.7選擇數(shù)據(jù)通路圖標(biāo)：開關(guān)置班號,內(nèi)存0ah單元置學(xué)號clr:1013.4.2.8運行菜單的連續(xù)運行功能，若運行正確，將在“output”模塊看到十六進制的結(jié)果： 班號加學(xué)號的和 3.4.2.9采用單步或連續(xù)運行方式執(zhí)行機器指令程序，將實驗結(jié)果與程序的理論分析結(jié)果進行比較，驗證實驗系統(tǒng)執(zhí)行機器指令程序的正確性。ex1文本文件內(nèi)容如下：機器指令程序: $p0000$p0110$p020a$p0320$p040b$p0530$p060b$p0740$p08

11、00$p0a10機器指令對應(yīng)的微程序:$m00018110$m0101ed82$m0200c048$m0300e004$m0400b005$m0501a206$m06959a01$m0700e00d $m08001001$m0901ed83$m0a01ed87$m0b01ed8e$m0c01ed96$m0d028201$m0e00e00f$m0f00a015$m1001ed92$m1101ed94$m1200a017$m13018001$m14002018 $m15070a01$m1600d181$m17070a10$m18068a113.4.3實驗運行結(jié)果（學(xué)號為十六號）課程設(shè)計總結(jié)：4.1

12、給出每條機器指令的微程序(十六進制格式): in:01h: 01h: 01ed82h add:01h: 01ed82h in: 01q: 01ed82h02q: 00c048h10q: 01ed92hadd:01q: 01ed82h02q: 00c048h11q: 01ed94h03q: 00e004h04q: 00b005h05q: 01a206h06q: 959a01hsta:01q：01ed82h02q：00c048h12q：00a117h07q：00e00dh15q：070a10hout:01q：01ed82h02q：00c048h13q：018001h16q：00d181h17q：0

13、70a10hjmp:01q：01ed82h02q：00c048h14q：002018h4.2總結(jié)這次的課程設(shè)計相對來說還是比較簡單的，最難的在于接線方面，因為這次實驗要接的線非常多，而且實驗過程中不允許有任何一根接線出現(xiàn)差錯，一根線接錯就會導(dǎo)致整個實驗的失敗。在實驗的運行階段還要看看電腦與實驗設(shè)備的好壞，這也是實驗成敗的關(guān)鍵。課程設(shè)計心得及體驗： 這次的課程設(shè)計總體上完成的還是比較順利的。在最開始的時候，沒有認真的聽老師講解實驗的方法及過程，導(dǎo)致實驗開始的時候無從下手，想必大多數(shù)同學(xué)和我一樣，因為當(dāng)時實驗室都亂了。好在當(dāng)時有個同學(xué)率先完成了實驗，于是都紛紛向他請教，搞明白了之后就和自己的搭檔一起做實驗。但在接線的過程中出現(xiàn)了好幾次的錯誤，不得不拼上自己的耐心和細心在哪好好接線。接線正確和實驗原理搞明白之后基本上沒有多大困難了。這次的