精品資料（2021-2022年收藏）計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告(1)

1、計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目：1、設(shè)計(jì)一個(gè)具有帶進(jìn)位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機(jī)2、設(shè)計(jì)一個(gè)具有帶進(jìn)位加法和條件跳轉(zhuǎn)的模型機(jī)專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班 級： 09級37-3班 學(xué) 號： 姓 名： 合 作： 指導(dǎo)教師： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2011-6-15 6-17 實(shí)驗(yàn)一：設(shè)計(jì)一個(gè)具有帶進(jìn)位加法和立即數(shù)尋址方式的模型機(jī)1、問題描述本題目設(shè)計(jì)的是一臺具有輸入、輸出、帶進(jìn)位加法、儲(chǔ)存和跳轉(zhuǎn)功能的模型計(jì)算機(jī)，并寫出工作程序和測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)。2、設(shè)計(jì)目標(biāo)在設(shè)計(jì)完本程序后，所設(shè)計(jì)模型機(jī)能夠完成從一個(gè)外設(shè)輸入一個(gè)數(shù)到指定的寄存器中，另外輸入立即數(shù)并將其存入另一個(gè)、寄存器中，兩數(shù)進(jìn)行進(jìn)位相

2、加并將結(jié)果保存到第一個(gè)寄存器，輸出結(jié)果，并顯示。另外，實(shí)現(xiàn)無條件跳轉(zhuǎn)至開始。3、指令格式助記符號機(jī)器指令碼功 能IN0000 0000Input -> R0ADC Imm1110 0000 XXXX XXXXR0+Imm+CY -> R0STA addr0010 0000 XXXX XXXXR0 -> addrOUT addr0011 0000 XXXX XXXXaddr -> LEDJMP addr0100 0000 XXXX XXXXaddr -> PC4、設(shè)計(jì)微指令（1）定義指令碼，及定義一個(gè)下地址為08H指令指令編碼微地址IN0000 000008ADC0

3、001 000009STA0010 000010OUT0011 000011JMP0100 000012 （2）設(shè)計(jì)微指令編碼表微地址S3S2S1S0MCnWEA9A8ABCUA5-UA000000000011000000000000001010000000111101101100000100200000000110000000100100008000000000001000000000001090000000111101101100000110300000000101100000000010004000000011010001000000101051001000110011010000000

4、010A00000001111011011000011006000000001110000000000111070000001010000010000000010B0000000111101101100011010D0000000011100000000011100E0000000010010000000011110F0000001100000010000000010C00000001111011011001000010000000001101000110000001（3）微程序流程圖（4）由編碼得到微程序根據(jù)以上編寫的微程序，以及微指令代碼化的方法得到的微程序代碼為：$M00018001$M

5、0101ED82$M0200C048$M08001001$M0901ED83$M0300B004$M0401A205$M05919A01$M0A01ED86$M0600E007$M07028201$M0B01ED8D$M0D00E00E$M0E00900F$M0F030201$M0C01ED90$M1000D181（5）寫工作程序$P0000$P0110$P0222$P0320$P0401$P0530$P0601$P0740$P0800（6）建立聯(lián)機(jī)操作文件為了從PC機(jī)下載工作程序和微程序，需要建立聯(lián)機(jī)操作文件，該文件是普通的文本文件，擴(kuò)展名為TXT，可用記事本來建立的，要求：a、 測試用的工

6、作程序排在文件的前面，每個(gè)內(nèi)存地址及代碼占一行；b、 微指令代碼排在文件的后面，每個(gè)微地址及微指令代碼占一行；（7）按照實(shí)驗(yàn)電路圖連接實(shí)驗(yàn)線路實(shí)驗(yàn)采用復(fù)雜模型機(jī)系統(tǒng)連線圖，電路圖如下：（8）運(yùn)行（a）系統(tǒng)與PC機(jī)聯(lián)機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)安裝有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的DB型9針RS-232C串口插座，使用配套的串行通信電纜分別插在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及PC機(jī)的串口，即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與PC機(jī)的聯(lián)機(jī)操作。（b）下載工作程序和微程序使用唐都軟件將工作程序和微程序下載到實(shí)驗(yàn)箱的內(nèi)存和控制存儲(chǔ)器中。其中，自帶電 線的實(shí)驗(yàn)箱用NCMP53軟件，啟動(dòng)軟件后使用F4裝載進(jìn)行下載；外接電源線的實(shí)驗(yàn)箱用CMPP軟件，啟動(dòng)軟件后在菜單中選擇轉(zhuǎn)儲(chǔ)/裝載進(jìn)行下載

7、。（c）運(yùn)行實(shí)驗(yàn)原理圖，及數(shù)據(jù)流程圖如下：（9）調(diào)試以及調(diào)試過程（把寫好的程序下載到唐都實(shí)驗(yàn)箱，打開軟件復(fù)雜模型機(jī)的原理圖，按步驟點(diǎn)擊單步運(yùn)行，查看運(yùn)行的指令和微指令的過程）調(diào)試發(fā)現(xiàn)問題：a、 剛開始時(shí)點(diǎn)擊時(shí)，機(jī)器不運(yùn)行。b、 DR1與DR2相加結(jié)果不正確。c、 從R0到內(nèi)存STA存數(shù)指令的存數(shù)操作有誤，R0-B打開的同時(shí)把AR的LDAR也打開了，造成指向內(nèi)存單元改變。也就造成輸出時(shí)的數(shù)據(jù)不正確和。d、 修改上一條錯(cuò)誤后，誤把R0數(shù)據(jù)存在01單元，覆蓋了原來的指令，當(dāng)跳轉(zhuǎn)指令跳轉(zhuǎn)回到原來程序的開頭時(shí)，執(zhí)行第二次就發(fā)生了錯(cuò)誤。所以針對以上問題，都一一地找到相應(yīng)的錯(cuò)誤之處和解決方法：a1、連線有錯(cuò)

8、誤，檢查后發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤之處，并改正b2、改變s3到s0 ，改為1001（帶進(jìn)位加法）c3、由于疏忽造成，修改對應(yīng)的LDAR開關(guān)編碼d4、修改$P程序，存到?jīng)]用的內(nèi)存上述問題解決之后，程序便可運(yùn)行出結(jié)果。（10）運(yùn)行結(jié)果在上圖中會(huì)執(zhí)行INPUT到R0，然后從內(nèi)存中取出一個(gè)數(shù)放到DR2中，R0內(nèi)的數(shù)放到DR1中，DR1+DR2+cy放到R0中，再將R0內(nèi)的數(shù)顯示到LED上。實(shí)驗(yàn)二：設(shè)計(jì)一個(gè)具有帶進(jìn)位加法和條件跳轉(zhuǎn)的模型機(jī)1、問題描述本題目設(shè)計(jì)的是一臺具有輸入、輸出、數(shù)據(jù)傳送、帶進(jìn)位加法、條件跳轉(zhuǎn)，停機(jī)功能的模型計(jì)算機(jī)，并寫出工作程序和測試數(shù)據(jù)驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)。2、指令格式助記符號指令格式功 能MO

9、Vrs,rdXXXX Rs RdRs->RdADCrs,rdXXXX Rs RdRs+Rd+CY -> R0BZCD00 00 00 00 D當(dāng)cy=1或z=1時(shí)，D->PC否則，順序執(zhí)行。INrdXXXX 01 RdSW->rdOUTrdXXXX 10 RdRd -> LEDHALTXXXX 0000停機(jī)3、設(shè)計(jì)微指令（1）定義一個(gè)下地址為20H指令指令編碼微地址IN0011 000023MOV0010 000022ADC0001 000021BZCD0000 000020OUT0100 000024HALT0101 000025（2）設(shè)計(jì)微指令微地址S3S2S

10、1S0MCnWEA9A8ABCUA5-UA000000000011000000000000001010000000111101101100000100200000000110000000110000020000000011000000011000001110000000111101101100000110300000000110100011000000121000000011010010000000100040000000110110010000001010510010001100110100000000122000000011001001000000001230000000000010000

11、000000012400000001000000100000000125000000011000000000100101（3）畫出微程序流程圖(4) 微程序代碼根據(jù)以上編寫的微程序，以及微指令代碼化的方法得到的微程序代碼為：$M00018001$M0101ED82$M0200C060$M200180C1$M1101ED83$M0300D181$M2101A404$M0401B205$M05919A01$M22019201$M23001001$M24030201$M25018025（5）設(shè)計(jì)工作程序代碼，以測試微程序$P0035$P0124$P0235$P0314$P0444$P0500$P06

12、07$P0750（6）按照實(shí)驗(yàn)一建立聯(lián)機(jī)文檔并按照書本計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)的附錄2（系統(tǒng)連線參考圖）進(jìn)行連線。（7）運(yùn)行與調(diào)試把程序下載但唐都實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行運(yùn)行和調(diào)試。通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)的問題：A、 不知道R1、R2、R0三個(gè)寄存器的關(guān)系（請教老師解決）。B、 運(yùn)行第一條指令后便停滯，不再執(zhí)行下面的操作。C、 解決a后，從輸入模塊輸入到R1或R2都不能實(shí)現(xiàn)。D、 條件跳轉(zhuǎn)指令后，執(zhí)行非設(shè)計(jì)程序，程序跑飛了。通過前面的幾次實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)獲得部分解決方法的經(jīng)驗(yàn)B1、檢查連線未能發(fā)現(xiàn)問題，估計(jì)可能是哪里接觸不良，故而棄之，換實(shí)驗(yàn)箱，重新調(diào)試，發(fā)現(xiàn)可以運(yùn)行的。C2、自己未能找出錯(cuò)誤所在，請教老師，指出連線上，我們?nèi)圆捎玫氖窃瓉黼娐穲D，因而沒有把R1、R2寄存器連到電路中。D3、未設(shè)置好跳轉(zhuǎn)的方向，最后使其跳轉(zhuǎn)到停機(jī)指令，使其處于停機(jī)狀態(tài)。（8）運(yùn)行結(jié)果程序會(huì)先從SW讀一個(gè)數(shù)放到R1中，然后將R1內(nèi)的數(shù)轉(zhuǎn)移到R0中，然后將R0內(nèi)的數(shù)放到DR1，R1中的數(shù)放到DR2，然后DR1+DR2+cy放到R0中，然后將R1內(nèi)的數(shù)顯示到LED上，下一步就進(jìn)入了停機(jī)的死循環(huán)。實(shí)驗(yàn)總結(jié)與心得體會(huì)經(jīng)過兩三天的課程設(shè)計(jì)，給我個(gè)人的感覺有進(jìn)步、好玩。為何如此說呢？對于我個(gè)人來講，我是比較喜歡實(shí)驗(yàn)課的，因?yàn)橐粊韺?shí)驗(yàn)課比理論課有意思一點(diǎn)，二來，通過現(xiàn)象和操作更容易理解理論的內(nèi)容。更何況，實(shí)踐是