簡單模型機(jī)的設(shè)計(jì)說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上蘭州理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2011年春季學(xué)期計(jì)算機(jī)組成原理課程設(shè)計(jì)題 目： 模型機(jī)設(shè)計(jì)-1 專業(yè)班級： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)(3)班姓 名： 姚 惠 博 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 杜 紅 林 成 績： 前言計(jì)算機(jī)組成原理課程是計(jì)算機(jī)系很重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，從這門課的內(nèi)容特點(diǎn)看，它屬于工程性、技術(shù)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的一門課，因此，在進(jìn)行課堂教學(xué)的同時，必須對實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)給予足夠的重視，要有良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，能進(jìn)行反應(yīng)主要教學(xué)內(nèi)容的、水平確實(shí)比較高的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在深化計(jì)算機(jī)各功能部件實(shí)驗(yàn)的同時，加強(qiáng)對計(jì)算機(jī)整機(jī)硬件系統(tǒng)組成與運(yùn)行原理有關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)；在教學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個過程中，堅(jiān)持以硬件

2、知識為主的同時，加深對計(jì)算機(jī)整機(jī)系統(tǒng)中軟硬件的聯(lián)系與配合的認(rèn)識。目前，有些單位和院校都研制出一些用于計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)或裝置，也各具特色但基本上都是相對孤立的功能部件的實(shí)驗(yàn)，整機(jī)硬件方面的實(shí)驗(yàn)很難勝任，更不能對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬軟件的聯(lián)系和配合的學(xué)習(xí)提供足夠的幫助。計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作為較高層次、專用于計(jì)算機(jī)原理課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有良好的實(shí)驗(yàn)性能和系統(tǒng)的完整性以及可擴(kuò)展性。目 錄2摘要 試驗(yàn)機(jī)為學(xué)生提供了運(yùn)算器模塊ALU、寄存器堆模塊、指令部件模塊、內(nèi)存模塊、微程序模塊、啟停和時序電路模塊、控制臺控制模塊以及擴(kuò)展模塊。 本設(shè)計(jì)利用試驗(yàn)機(jī)完成對基本模型機(jī)的設(shè)計(jì)，其主要內(nèi)

3、容是建立帶有帶8位自增、自減指令的整機(jī)模型，并在此基礎(chǔ)上完成一系列的指令，其指令主要有：輸入輸出指令I(lǐng)N、OUT、訪問內(nèi)存指令MOV、LDA、STA、算術(shù)邏輯指令A(yù)DC、SBC、INC、DEC、CLR關(guān)鍵詞：存儲系統(tǒng)、運(yùn)算器、微程序控制器、指令系統(tǒng)第一章：模型機(jī)設(shè)計(jì)概述一設(shè)計(jì)目的 通過對一個簡單計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)，以達(dá)到對計(jì)算機(jī)的基本組成、部件的功能與設(shè)計(jì)、微程序控制器的設(shè)計(jì)、微指令和微程序的編制與調(diào)試等過程有更深的了解，加深對理論課程的理解。通過模型機(jī)的設(shè)計(jì)和調(diào)試，連貫運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成原理課程學(xué)到的知識，建立計(jì)算機(jī)整機(jī)概念，加深計(jì)算機(jī)時間和空間概念的理解。二設(shè)計(jì)任務(wù)1、根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)整機(jī)系統(tǒng)的方案

4、。2、存儲系統(tǒng)：使用模型機(jī)的存儲模塊，說明存儲器的輸入輸出時序，模塊連接方式等。3、運(yùn)算器：使用模型機(jī)的器件，組成帶有片間串行進(jìn)位16位算數(shù)邏輯運(yùn)算功能的運(yùn)算器，帶有帶8位自增、自減指令的整機(jī)模型。4、微程序控制器模塊：使用教學(xué)機(jī)的系統(tǒng)，設(shè)計(jì)微程序控制器。5、設(shè)計(jì)模型機(jī)指令系統(tǒng)：（含設(shè)計(jì)微指令格式、微程序流程圖，每條指令所對應(yīng)的微程序等）。6、了解并說明教學(xué)模型機(jī)的輸入輸出模塊。7、在自己設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)基礎(chǔ)上，編制一個匯編語言小程序并進(jìn)行調(diào)試通過。8、整機(jī)設(shè)計(jì)分模塊進(jìn)行，說明模塊中數(shù)據(jù)和控制信息的來源、去向、功能、時序，以及模塊間數(shù)據(jù)和控制信號的來源、去向、功能、時序等。三實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材 DV

5、CC試驗(yàn)箱；74LS181四位算術(shù)邏輯單元/函數(shù)發(fā)生器，暫存器74LS273，輸出緩沖/顯示驅(qū)動74LS245，移位寄存器74LS299，4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161，74LS138譯碼器，E2PROM 2816芯片，6264芯片；PC機(jī)一臺；排線若干第二章：模型機(jī)總體設(shè)計(jì) 一模型機(jī)的邏輯結(jié)構(gòu)1.運(yùn)算器模塊運(yùn)算器模塊主要由運(yùn)算器U31、U32（74LS181）、暫存器U29、U30（74LS273）、輸出緩沖器U33（74LS245）以及進(jìn)位控制和判零標(biāo)志控制電路等構(gòu)成。運(yùn)算器的核心部件是74LS181，它可以對兩個8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行多種邏輯或算術(shù)運(yùn)算，具體由其功能控制條件M、CN、S3、S

6、2、S1、S0來決定，兩個參加運(yùn)算的數(shù)分別來自暫存器U29和U30，運(yùn)算結(jié)果直接輸出到輸出緩沖器U33，由輸出緩沖器發(fā)送到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線上，以便進(jìn)行移位操作或參加下次運(yùn)算。2.寄存器堆模塊寄存器堆模塊為實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)提供了4個8位通用寄存器。它們用來保存操作數(shù)及中間運(yùn)算結(jié)果，它對運(yùn)算器的運(yùn)算速度、指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等都有密切的關(guān)系。4個寄存器均采用74LS374（U41U44），它的輸入全部相連后連到系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線上BUSD0D7，總線上的數(shù)據(jù)具體寫入哪個寄存器由各自的寫入脈沖（LDR0KLDR3K）控制，個寄存器的輸出共用一個排針REGBUS引出，在使用時再連到系統(tǒng)總線上，具體由哪個寄存器讀出，由各自

7、的輸出允許信號R0B，R3B，控制3程序計(jì)數(shù)器PC程序計(jì)數(shù)器PC由二片可預(yù)置的4位二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS161（U38，U39）構(gòu)成，它具有接數(shù)、計(jì)數(shù)、清零等功能。程序計(jì)數(shù)器的輸出采用三態(tài)傳輸器件74LS245（U40），當(dāng)控制臺總清開關(guān)為“0”時（LCLR指示燈滅），清零程序計(jì)數(shù)器，總清開關(guān)平時為“1”電平。（1）停機(jī)狀態(tài)啟動時，程序計(jì)數(shù)器PC的工作情況 PC的接數(shù)控制信號為LOAD，接數(shù)工作脈沖為CLK161。當(dāng)LDPC=1時，且時鐘脈沖T4電平正跳時，程序計(jì)數(shù)器PC的工作脈沖端CLK161的電平便正跳變，它把總線BUSD0D7上的啟動地址值接入程序計(jì)數(shù)器74LS161的輸入，啟動地址可

8、為0000FF中的任意一個值，此時，當(dāng)LOAD=0時，74LS161的輸入端的數(shù)據(jù)被預(yù)置成輸入端的數(shù)據(jù)，即初始化啟動地址。74LS161的輸出經(jīng)三態(tài)傳輸器件74LS245（U40）控制輸出到8芯排針PCBUS，U40由PCB，信號控制，PCB，=0時，初始地址值由U40輸出到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線上（2）運(yùn)行時PC的工作情況當(dāng)需要取下條指令或取指令的下一個字節(jié)時，應(yīng)控制PC為計(jì)數(shù)狀態(tài)，U38是程序計(jì)數(shù)器的低4位，U39是程序計(jì)數(shù)器的高4位，低4位產(chǎn)生的進(jìn)位信號TC接到高4位的進(jìn)位輸入端CET，由于運(yùn)行狀態(tài)時，CLR=1，故只要控制LOAD=1，便使PC為計(jì)數(shù)狀態(tài)，在LDPC=1，且時鐘脈沖T4正跳時，P

9、C的計(jì)數(shù)脈沖CLK161正跳變，PC便計(jì)數(shù)加14.地址寄存器地址寄存器部分由地址寄存器和地址顯示燈構(gòu)成。地址寄存器采用74LS273（U37），它的輸入直接連到系統(tǒng)總線BUSD0D7上，輸出直接接到程序存儲器6264（U52）的地址輸入端AD0AD7，輸出為三態(tài)。當(dāng)LDAR，=1，且時鐘脈沖T3正跳變時，74LS273（U37）的工作脈沖正跳，將總線上的地址值鎖存到74LS273中，由于74LS273的輸出不受控制，因此地址值直接輸出到地址總線AD0AD7上，地址顯示燈LAD0LAD7用于顯示地址值A(chǔ)D0AD7，高電平亮，低電平滅5.指令寄存器模塊指令寄存器模塊中指令寄存器74LS273（U3

10、6）的輸出部分以排針形式引出到1J1，部分內(nèi)部已連好，構(gòu)成實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)時用它作為指令譯碼電路的輸入，實(shí)現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)控制。6.啟停和時序電路模塊本模塊由三個部分組成：時鐘脈沖源、單拍脈沖及消抖電路、時序控制電路和系統(tǒng)運(yùn)行控制開關(guān)組。(1)時鐘信號源時鐘信號源由時基電路555（U46）和可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器74LS123（U47）構(gòu)成。555時基電路產(chǎn)生一定頻率的方波信號H24,74LS123中一個單穩(wěn)態(tài)電路74LS123（U47）用于延時，產(chǎn)生特定占空比的信號H23，時間T的長短由外接的電阻和電容決定。(2)單拍脈沖及消抖電路在實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)中，配有單拍脈沖產(chǎn)生按鈕，每按一次手動脈沖按鈕，在其SD端

11、輸出一個正脈沖，在SQ端輸出一個負(fù)脈沖，用與非門來作為消抖電路時序控制電路和系統(tǒng)運(yùn)行開關(guān)組7微程序控制器模塊電路微程序控制器模塊主要由微程序編程器、核心微控制器量兩部分組成。（1）微程序編程器微程序編程器就是將預(yù)先定義好的機(jī)器碼對應(yīng)的微代碼程E2ROM2816控制存儲器中，并可以對控制存儲器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。（2）核心微控制器核心微控制器主要完成接收機(jī)器指令譯碼器送來的代碼，使系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)向相應(yīng)的機(jī)器指令對應(yīng)的首條微代碼程序的入口，然后執(zhí)行微代碼所規(guī)定的操作。也就是說對當(dāng)前的機(jī)器指令的功能進(jìn)行解釋和執(zhí)行的工作8.主存儲器單元電路主存儲器單元電路主要用于存放實(shí)驗(yàn)中的機(jī)器指令 存儲器由一片6264組

12、成，實(shí)際使用容量為256字節(jié)，6264有四個控制線:CS1第一片選線，CS2第二片選線，OE讀線，WE寫線。存儲器芯片種類繁多、容量不一樣。當(dāng)一片RAM不能滿足存儲容量位數(shù)(或字?jǐn)?shù))要求時，需要多片存儲芯片進(jìn)行擴(kuò)展，形成一個容量更大、字?jǐn)?shù)位數(shù)更多的存儲器。擴(kuò)展方法根據(jù)需要有位擴(kuò)展、字?jǐn)U展和字位同時擴(kuò)展3種。9輸入輸出設(shè)備（1）輸入設(shè)備單元系統(tǒng)中用8個撥動開關(guān)作為輸入設(shè)備，通過總線驅(qū)動器 74LS245（U51）輸出到系統(tǒng)的擴(kuò)展數(shù)據(jù)總線 EXD0EXD7 上，輸入的數(shù)據(jù)顯示在 LD0LD7 八個 LED 上，高電平亮,低電平滅。（2）輸出設(shè)備單元此單元設(shè)置兩個七段數(shù)碼管，用于顯示需要輸出的數(shù)據(jù)。

13、七段數(shù)碼管的譯碼電路由兩片GAL16V8（U53、U54）組成。二模型機(jī)的數(shù)據(jù)通路此模型機(jī)是由運(yùn)算器，控制器，存儲器，輸入設(shè)備，輸出設(shè)備五大部分組成。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加寄存器、數(shù)據(jù)緩沖寄存器和狀態(tài)條件寄存器組成，它是數(shù)據(jù)加工處理部件。相對控制器而言，它是執(zhí)行部件。運(yùn)算器有兩個主要功能： (1)執(zhí)行所有的算術(shù)運(yùn)算；(2)執(zhí)行所有的邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測試，如零值測試或兩個值的比較?？刂破鞲鶕?jù)指令操作碼和時序信號，產(chǎn)生各種操作控制信號，以便正確地建立數(shù)據(jù)通路，從而完成取指令和執(zhí)行指令的控制。存儲器作為計(jì)算機(jī)的記憶部件，用于存放程序和數(shù)據(jù)。輸入設(shè)備為鍵盤，計(jì)算機(jī)鍵盤的功能就是及時發(fā)

14、現(xiàn)被按下的鍵，并將該按鍵的信息送入計(jì)算機(jī)。輸出設(shè)備為顯示器將輸出的信息以字符的形式顯示出來。 模型機(jī)運(yùn)行的主要過程為首先將程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容裝入地址寄存器AR；然后程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容加1，為下一條程序做準(zhǔn)備；接著地址寄存器的內(nèi)容放到地址總線上；從而使存儲單元的內(nèi)容傳送的緩沖寄存器DR；然后將緩沖寄存器的內(nèi)容傳送到指令寄存器。到這里完成了取指令。比如現(xiàn)在要做的操作為執(zhí)行CLA指令，操作控制器送一控制信號給ALU，接著ALU響應(yīng)控制信號對AC清零。如果接下來執(zhí)行ADD操作，取指令與上面相同，然后從內(nèi)存中讀取操作數(shù)，操作數(shù)與累加器相加后存入累加器。圖3-1 數(shù)據(jù)通路圖第三章 模型機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)一運(yùn)算器的

15、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中所用16位運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路如圖3-1所示。其中運(yùn)算器由四片74LS181以并串形成16位字長的ALU構(gòu)成，低8位運(yùn)算器的輸出經(jīng)過一個三態(tài)門74LS245（U33）到ALUO1插座，進(jìn)行調(diào)試時用8芯排線和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線BUSD0D7插座BUS16中的任一個相連，低8位數(shù)據(jù)總線通過LZD0LZD7顯示燈顯示；高8位運(yùn)算器的輸出經(jīng)過一個三態(tài)門74LS145（U33,）到ALUO1，插座，調(diào)試時用8芯排線和高8位數(shù)據(jù)總線BUSD8D15插座KBUS1或KBUS2相連，高8位數(shù)據(jù)總線通過LZD8LZD15顯示燈顯示；參與運(yùn)算的四個數(shù)據(jù)輸入端分別由四個鎖存器74LS273（U29、U30、U29，、

16、U30，、）鎖存，調(diào)試時四個鎖存器的輸入并聯(lián)后用8芯排線連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0D7插座EXJ1EXJ3中的任一個；參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)源來自于8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD0KD7，并經(jīng)過一三態(tài)門74LS245（U51）直接連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7，輸入的數(shù)據(jù)通過LD0LD7顯示二存儲器系統(tǒng)的組成與說明 1主存儲器的組成存儲器由一片6264組成，實(shí)際使用容量為256字節(jié)，6264有四個控制線:CS1第一片選線，CS2第二片選線，OE讀線，WE寫線，功能表如下： 表3.1 6264功能表工作方式I/O輸入DIDO/OE/WE/CS非選擇XHIGH-ZXXH讀出HIGH-ZDOLHL寫入DIHIGH-ZHL

17、L寫入DIHIGH-ZLLL選擇XHIGH-ZHLL2存儲器的原理圖 存儲器原理圖如圖3.1所示： 本機(jī)主存儲器采用一級cache-存儲器結(jié)構(gòu)。主要用于存放試驗(yàn)機(jī)的機(jī)器指令。它的數(shù)據(jù)總線掛在外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7上；它的地址總線由地址寄存器單元電路中的地址寄存器74LS273（U37）給出，地址值由8個LED燈LAD0LAD7顯示，高電平亮，低電平滅；在手動方式下，輸入數(shù)據(jù)由8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD0KD7提供，并經(jīng)一三態(tài)門74LS245（U51）連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7，實(shí)驗(yàn)時將外部數(shù)據(jù)總線EXD0EXD7用8芯排線連到內(nèi)部數(shù)據(jù)總線BUSD0BUSD7，分時給出地址和數(shù)據(jù)。它的讀信號直

18、接接地；它的寫信號和片選信號由寫入方式確定。該存儲器中機(jī)器指令的讀寫分手動和自動兩種方式。手動方式下 ，寫信號由W/R 提供，片選信號由CE提供；自動方式下，寫信號由控制CPU的P1.2提供，片選信號由控制CPU的P1.1提供。由于地址寄存器為8位，故接入6264的地址為A0A7，而高4位A8A12接地，所以其實(shí)際使用容量為256字節(jié)。6264有四個控制線：CS1 第一片選線、CS2第二片選線、OE讀線、WE寫線。CS1片選線由CE控制（對應(yīng)開關(guān)CE）、OE讀線直接接地、WE寫線由W/R控制（對應(yīng)開關(guān)WE）、CS2直接接+5V。3存儲器輸入輸出時序形成時鐘脈沖信號T3的方法如下：在時序電路模塊

19、中有兩個二進(jìn)制開關(guān)“運(yùn)行控制”和“運(yùn)行方式”。將“運(yùn)行控制”開關(guān)置為“運(yùn)行”狀態(tài)、“運(yùn)行方式”開關(guān)置為“連續(xù)”狀態(tài)時，按動“運(yùn)行啟動”開關(guān)，則T3有連續(xù)的方波信號輸出，此時調(diào)節(jié)電位器W1，用示波器觀察，使T3輸出實(shí)驗(yàn)要求的脈沖信號；本實(shí)驗(yàn)中“運(yùn)行方式”開關(guān)置為“單步”狀態(tài)，每按動一次“啟動運(yùn)行”開關(guān)，則T3輸出一個正單脈沖，其脈沖寬度與連續(xù)方式相同。三微控制器的設(shè)計(jì)1微程序控制電路 微程序控制器的組成中，控制存儲器采用3片E2PROM2816芯片，具有掉電保護(hù)功能，微命令寄存器18位，用2片8D觸發(fā)器74LS273（U23、U24）和一片4D觸發(fā)器74LS175（U27）組成。微地址寄存器6位

20、，用三片正沿觸發(fā)的雙D觸發(fā)器74LS74組成，它們帶有清零端和預(yù)置端。在不判別測試的情況下，T2時刻打入微地址寄存器的內(nèi)容即為下一條微指令的地址。當(dāng)T4時刻進(jìn)行測試判別時，轉(zhuǎn)移邏輯滿足條件后輸出的負(fù)脈沖通過強(qiáng)置端將某一觸發(fā)器置為“1”狀態(tài)，完成地址修改。2微指令格式微指令格式: 24232221201918171615 14 1312 11 109 8 765432 1S3S2S1S0MCnWEB1B0 A B CuA5uA4uA3uA2uA1uA0 A字段 C字段 B字段151413選擇000001LDRi010LDDR1011LDDR2100LDIR101LOAD110LDAR987選擇0

21、00001P(1)010P(2)011P(3)100P(4)101AR121110選擇000001RS-B010RD-B011RI-B100299-B101ALU-B110SW-B111PC-B 其中UA5UA0為下一條微指令微地址，A、B、C為三個譯瑪字段，分別由三個控制位譯碼出多種不同控制信號。A字段中的LDRi為打入工作寄存器信號的譯碼器使能控制位。B字段中的RS-B、RD-B、RI-B分別為源寄存器選通信號、目的寄存器選通信號及變址寄存器選通信號，其功能是根據(jù)機(jī)器指令來進(jìn)行三個工作寄存器R0、R1及R2的選通譯碼。C字段中的P(1)P(4)是四個測試字位。其功能是根據(jù)機(jī)器指令及相應(yīng)微代

22、碼進(jìn)行譯碼，使微程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的微地址入口，從而實(shí)現(xiàn)微程序的順序、分支、循環(huán)運(yùn)行。AR為算術(shù)運(yùn)算是否影響進(jìn)位及零標(biāo)志位控制位。四數(shù)據(jù)格式及指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1數(shù)據(jù)格式模型機(jī)規(guī)定采用定點(diǎn)補(bǔ)碼表示法表示數(shù)據(jù)，且字長為8位，其格式如下：76 5 4 3 2 1 0符號 尾 數(shù)其中第7位為符號位，數(shù)值表示范圍是：-1X<12指令格式模型機(jī)設(shè)計(jì)指令共10條，其中包括算術(shù)邏輯指令、I/O 指令、訪問和轉(zhuǎn)移指令。 （1）算術(shù)邏輯指令設(shè)計(jì)6條算術(shù)邏輯指令并用單字節(jié)表示，尋址方式采用寄存器直接尋址，其格式如下：7 6 5 43 21 0OP-CODE RSRD其中，OP-CODE 為操作碼，RS 為源寄存器，

23、RD 為目的寄存器，并規(guī)定：RS 或 RD選定的寄存器000110R0R1R2 （2）訪問指令及轉(zhuǎn)移指令模型機(jī)設(shè)計(jì) 2 條訪問指令，即存數(shù)（STA）、取數(shù)（LDA），指令格式為：7 65 43 21 00 0MOP-CODERD D其中，OP-CODE 為操作碼，RD 為目的寄存器地址（LDA、STA 指令使用）。D 為位移量（正負(fù)均可），M 為尋址模式，其定義如下：尋址模式 M有效地址 E 說 明 00011011E=DE=(D)E=(RI)+DE=(PC)+D直接尋址間接尋址RI變址尋址相對尋址 本模型機(jī)規(guī)定變址寄存器 RI 指定為寄存器 R2。 （3）I/0指令輸入（IN）和輸出（OUT

24、）指令采用單字節(jié)指令，其格式如下：7 6 5 43 21 0OP-CODEADDRRD 其中，ADDR=01 時，選中“INPUT DEVICE”中的開關(guān)組作為輸入設(shè)備，ADDR=10 時，選中“OUTPUT DEVICE” 中的數(shù)碼塊作為輸出設(shè)備。3指令系統(tǒng) 本模型機(jī)共有10條基本指令，其中算術(shù)運(yùn)算類指令6條（INC、DEC、ADC、SBC、MOV、CLR），訪問內(nèi)存指令和程序控制指令4條（STA、LDA），I / O指令2條(IN、OUT)，下表列出了各條指令的格式、匯編符號、指令功能。 匯編符號指令格式功能CLR rd011000rd0rdMOV rs rd0111rsrdrsrdIN

25、addr rd010001rdaddrrdOUT addr rd010110rdrdaddrLDA M D rd00M00rd DErdSTA M D rd00M01rd DrdEINC rd1010rsrdrs+1rdDEC rd1011rsrdrs-1rdADC rs rd1000rsrdrs+rd+cyrdSBC rs rd1001rsrdrs-rd-cyrd五微程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)1.監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)模型機(jī)的監(jiān)控軟件，詳細(xì)如下：$P00 44 IN 01,R0$P01 46 IN 01,R2$P02 88 ADC R2,R1$P03 71 MOV R0,R1$P04 A0 INC RO,RO

26、$P05 58 OUT R0,10$P06 5A OUT R2,102模型機(jī)微程序流程圖PCAR PC+1RAMBUS BUSIRP(1) PCAR PC+1PCAR PC+1RAMBUS BUSARRAMBUS BUSDR1RAMBUS BUSDR1SWBUS BUSRDPCAR PC+1PCAR PC+1RDARRAMBUS BUSDR1PCAR BUSARRAMBUS BUSDR1R1DR2RAMBUS BUSARDR1+DR2BUSARRAMBUS BUSDR2DR1+DR2BUSARDR1+DR2BUSDR1DR1+DR2BUSDR1運(yùn)行微程序01021000（直接） 01（間接）

27、10（變址） 11（相對） IN OUT 10 11 12 13 14 15 03 05 0A 0F 04 06 0C 1C 07 0D 1D 0E 1E0101P(2)RAMBUS BUSDR101RAMBUS BUSAR0120 20 21 LDA STA 圖5-1 微程序流程圖（1） PCAR PC+1RAMBUS BUSIRP(1)RSRDRAMBUS BUSDR2RAMBUS BUSDR2RSBUS BUSDR1RAMBUS BUSDR1RDARALU=0BUS BUSRDDR1+1BUSRDRAMBUS BUSDR1DR1DR1DR1/DR1DR1+DR2BUSRD運(yùn)行微程序010

28、210CLR MOV ADC SBC INC DEC DR1-1BUSRDR1+1BUSDR1DR1DR1DR1+DR2BUSRD 16 17 18 19 1A 1B 1F 23 29 2A 22 2425262728010101010101控 制 臺 P(4)PCAR PC+1PCAR PC+1(SW)BUS BUSDR1RAMBUS BUSDR1DR1RAMDR1LED0008寫 09 08 0B 2B 2D 2C 2E01圖5-1 微程序流程圖（2）3二進(jìn)制微代碼表微地址S3 S2 S1 S0 M CN WE B1 B0ABCUA5UA0000 0 0 0 0 1 0 1 1000000

29、100010 0 0 0 0 1 0 1 1110110110020 0 0 0 0 1 0 0 1100000001030 0 0 0 0 1 0 0 1010000000040 0 0 0 0 1 0 1 1110110000050 0 0 0 0 1 0 0 1110000000061 0 0 1 0 1 0 0 1010000000070 0 0 0 0 1 0 0 1110000000080 0 0 0 0 1 0 0 0110110110090 0 0 0 0 1 0 0 01101101100A0 0 0 0 0 1 0 0 10100000000B0 0 0 0 0 1 0 1

30、 10000000000C0 0 0 0 0 1 0 1 10110010000D1 0 0 1 0 1 1 1 11101010000E1 0 0 1 0 1 0 1 10101010000F0 0 0 0 0 1 0 0 1010000000100 0 0 0 0 1 0 1 1110110110110 0 0 0 0 1 0 1 1110110110120 0 0 0 0 1 0 1 1110110110130 0 0 0 0 1 0 1 1110110110140 0 0 0 0 1 0 0 0001000000150 0 0 0 0 1 1 1 0 110010000160 0 0

31、0 0 1 0 1 1001101000170 0 1 1 0 0 1 1 1001001000180 0 0 0 0 1 1 1 1010001000190 0 1 1 1 1 0 1 10110100001A0 0 0 0 0 1 0 1 10100010001B0 0 0 0 0 1 0 1 10100100001C0 0 0 0 0 1 0 0 10110000001D1 0 0 1 0 1 0 1 11101010001E1 0 0 1 0 1 0 1 10101010001F0 0 0 0 0 1 0 0 1011000000200 0 0 0 0 1 0 0 1010000000

32、210 0 0 0 0 1 0 0 1110000000221 0 0 1 0 0 0 1 1001101000230 0 0 0 0 1 0 1 1010010000240 0 0 0 0 1 0 1 1010000000250 0 0 0 0 1 0 1 1010000000260 0 0 0 0 1 0 1 1010101000270 0 0 0 0 1 0 1 1010000000281 0 0 1 0 0 0 1 1 001000000290 0 0 0 0 1 0 1 10011010002A0 0 0 0 0 1 0 1 10011010002B0 0 0 0 0 0 0 0 0

33、0100000002C0 0 0 0 0 1 0 0 10000000002D0 0 0 0 0 1 0 0 10100000002E0 0 0 0 0 1 0 1 00000000004微程序的設(shè)計(jì)微程序詳細(xì)如下：$M00 $M01 82ED05$M02 50C004$M03 04A004$M04 20EC05$M05 06E004$M06 07A094$M07 20E004$M08 AD6D04$M09 AB6D04$M0A 0AA004$M0B $M0C 0DB205$M0D 0EEA97$M0E 20AA95$M0F 1CA004$M10 83ED05 $M11 85ED05$M12

34、8AED05$M13 8FED05$M14 $M15 $M16 019A05$M17 $M18 1FA207$M19 23B43D$M1A 29A205$M1B 2AA405$M1C 1CB004$M1D 1DEA95$M1E 20AA95$M1F 22B004$M20 01A004$M21 01E004$M22 019A91$M23 24A405$M24 25A005$M25 26A005$M26 27AA05$M27 28A005$M28 $M29 019A05$M2A 019A05$M2B 2C2000$M2C $M2D 2EA004$M2E 第四章：系統(tǒng)調(diào)試一連線a、跳線器J1J12全部撥在右邊（自動工作方式）； b、跳線器J16、J18、J23、J24全部撥在左邊； c、跳線器J15、J19、J25全部撥在右邊，跳線器J13、J14撥在左邊； d、跳線器J20J22、J26、J27連上短路片； e、UJ1連UJ2，JSE1連JSE2，SJ1連SJ2； f、MBUS連BUS2； g、REGBUS連BUS5； h、PCBUS連EXJ2； i、ALUBUS連EXJ3； j、ALUO1連BUS1； k、EXJ1連BUS3； l