计算机组成原理课程设计报告63979
计算机组成原理课程设计报告
《计算机组成原理》课程设计报告目录1.任务书 (1)2.设备清单 (1)3.设计原理及方法 (1)3.1数据格式 (1)3.2指令设计 (1)3.3指令格式 (2)3.4指令系统 (3)3.5设计依据 (3)3.6按微指令的格式参照程序流图 (5)3.7微程序代码清单 (6)3.8实验接线图 (7)3.9机器指令代码清单 (8)3.10化简后的机器指令 (8)4.设计运行结果分析 (12)4.1实验过程 (12)4.2结果分析 (14)5.设计小结 (14)6.设计日志 (15)1．任务描述复杂指令计算机系统设计设计不少于10条指令的指令系统。
其中，包含算术逻辑指令，访问内存指令，程序控制指令，输入输出指令，停机指令。
重点是要包括直接、间接、变址和相对寻址等多种寻址方式。
基于TD-CMA计算机组成原理教学实验系统，设计一个复杂计算机整机系统模型机，分析其工作原理。
根据模型机的数据通路以及微程序控制器的工作原理，设计完成以下几条机器指令和相应的微程序，输入程序并运行。
IN R1，00H; 从端口00（IN单元）读入数据送R1LDI R2,0FH;将立即数OFH装入R2AND R1,R2;R1*R2－>R1STA [10H],R1;R1->[[10H]],间接寻址OUT 40H,10H；10H单元的内容在OUT单元显示，直接寻址DEC 12H；12H单元内容减1，直接寻址LOP:BZC EXIT;JMP LOP;EXIT:HLT10H、12H单元内容分别为12H、03H2.设备清单PC机一台，TD-CMA实验系统一套，排线若干。
3.设计原理及方法3.1数据格式模式机规定采用的定点补码表示法表述数据，字长为8位，8位全用来表示数据（最高位不表示符合），数值表示的范围：0≤X≤28-1。
3.2指令设计模型机设计三大类指令共十五条，其中包括运算类指令、控制转移类指令，数据传送类指令。
运算类指令包括三类：算数运算、逻辑运算、移位运算，设计有6类运算指令，分别为：AND、ADD、INC、SUB、OR、RR，所有运算全是单指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。
课程设计报告(计算机组成原理)
课程设计（大作业）报告一、题目分析本次课程设计课题是设计基于微程序控制器的简单计算机设计与实现，宏观上利用CPU、cache、存储器以及一些外设设备来组成一台简单计算机，微观上由运算器、译码电路、和存储器指令用的控制存储器构成。
此次设计要求完成各个指令的格式以及编码的设计，实现各个机器指令的微代码。
本计算机实现的功能有：IN（输入）,OUT（输出），ADD（加法），SUB（减法），STA（存数），JMP（跳转）。
设计进行开始,在了解微程序的基本格式, 及各个字段值的作用后, 按微指令格式参照指令流程图，设计出程序以及微程序，将每条微指令代码化，译成二进制代码表，并将二进制代码转换为联机操作时的十六进制格式文件。
根据机器指令系统要求，设计微程序流程图及确定微地址。
设计的加法和减法中, 被加数和被减数都由调试人员输入, 而加数和减数都从存储器中读取. 最后上机调试，各个功能运行结果正确。
二、基本理论计算机原理图（一）、ALU1、功能及组成它是数据加工处理部。
执行所有的算术运算执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试，通常，一个算术操作产生一个运算结果，而一个逻辑操作则产生一个判决。
2、设计图（二）、CPU1、如何执行指令（1）MOV指令a. 程序计数器PC中装入第一条指令地址101b. PC的内容被放到指令总线ABUS上，对指存进行译码，并启动读命令。
c. 从101号地址读出的MOV指令通过指令总线IBUS装入指令寄存器IR。
d. 程序计数器内容加1，变成102，为取下一条指令做好准备。
e. 指令寄存器中的操作码被译码。
f. CPU识别出是MOV指令。
至此，取值周期结束。
g. 操作控制（OC）器送出控制信号到通用寄存器，选择R1作源寄存器，选择R0作目标寄存器。
h. OC送出控制信号到ALU，制定ALU做传送操作。
i. OC送出控制信号，打开ALU输出三态门，将ALU输出送到数据总线DBUS 上。
（任何时候DBUS上只能有一个数据）j. OC送出控制信号，将DBUS上的数据打入到数据缓冲寄存器DR。
《计算机组成原理》课程设计报告-格式 2
计算机组成原理课程设计
报告
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二〇一一年月日
目录
第一章实训任务概述 (1)
1.1实训目的 (1)
1.2 实训任务 (1)
第二章设计内容 (2)
第三章图表格式 (3)
3.1 图表格式 (3)
第四章个人总结 (4)
4.1 主要结论 (4)
4.2 对实训的认识 (4)
参考文献 (5)
致谢 (6)
第一章实训任务概述
1.1实训目的
通过实训，掌握计算机系统软硬件维护的方法，并能利用所学知识，完成实训内容。
1.2 实训任务
第二章设计内容
第三章图表格式3.1 图表格式
图2-1 论文页面设置图
表2-1 高频感应加热的基本参数
第四章个人总结4.1 主要结论
本文主要……
4.2 对实训的认识
通过本次实训，我学到了……
参考文献
[1] 彭革新，谢胜利，张剑．战术Ad Hoc网络研究[Ｊ]．现代军事通信，1999：751-755
致谢本文需要感谢……。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计实验报告目录一、程序设计 (1)1、程序设计目的 (1)2、程序设计基本原理 (1)二、课程设计任务及分析 (6)三、设计原理 (7)1、机器指令 (7)2、微程序流程图 (9)3、微指令代码 (10)4、课程设计实现步骤 (11)四、实验设计结果与分析 (15)五、实验设计小结 (15)六、参考文献 (15)一、程序设计1、程序设计目的（1）在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。
（2使用简单模型机和复杂模型机的部分机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。
（3）掌握微程序控制器的组成原理。
（4）掌握微程序的编写、写入，观察微程序的运行。
（5）通过课程设计，使学生将掌握的计算机组成基本理论应用于实践中，在实际操作中加深对计算机各部件的组成和工作原理的理解，掌握微程序计算机中指令和微指令的编码方法，深入理解机器指令在计算机中的运行过程。
2、程序设计基本原理（1）实验模型机结构[1] 运算器单元（ALU UINT）运算器单元由以下部分构成：两片74LS181构成了并－串型8位ALU；两个8位寄存器DR1和DR2为暂存工作寄存器，保存参数或中间运算结果。
ALU的S0～S3为运算控制端，Cn为最低进位输入，M为状态控制端。
ALU的输出通过三态门74LS245连到数据总线上，由ALU-B控制该三态门。
[2] 寄存器堆单元（REG UNIT）该部分由3片8位寄存器R0、R1、R2组成，它们用来保存操作数用中间运算结构等。
三个寄存器的输入输出均以连入数据总线，由LDRi和RS-B根据机器指令进行选通。
[3] 指令寄存器单元（INS UNIT）指令寄存器单元中指令寄存器（IR）构成模型机时用它作为指令译码电路的输入，实现程序的跳转，由LDIR控制其选通。
[4] 时序电路单元（STATE UNIT）用于输出连续或单个方波信号，来控制机器的运行。
计算机组成原理课程设计报告书
计算机组成原理课程设计报告书计算机组成原理课程设计报告书目录一．实验计算机设计 1 1.整机逻辑框图设计1 2.指令系统的设计2 3．微操作控制部件的设计5 4．设计组装实验计算机接线表 13 5．编写调试程序 14 二．实验计算机的组装 14 三．实验计算机的调试 15 1.调试前准备 15 2.程序调试过程16 3.程序调试结果16 4.出错和故障分析16 四．心得体会17 五．参考文献 17 题目研制一台多累加器的计算机一实验计算机设计1.整机逻辑框图设计此模型机是由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五大部分组成。
1.运算器又是有299，74LS181完成控制信号功能的算逻部件，暂存器LDR1，LDR2，及三个通用寄存器R0，R1，R2等组成。
2.控制器由程序计数器PC、指令寄存器、地址寄存器、时序电路、控制存储器及相应的译码电路组成。
3.存储器RAM是通过CE和W/R两个微命令来完成数据和程序的的存放功能的。
4输入设备是由置数开关SW控制完成的。
5.输出设备有两位LED数码管和W/R控制完成的LR0 LR1 LR2 寄存器Ax Bx Cx R0-G R1-G R2-G 数据总线（D_BUS）ALU-G ALU M CN S3S2S1S0 暂存器LT1 暂存器LT2 LDR1 LDR2 移位寄存器 M S1 S0 G-299 输入设备 DIJ-G 微控器脉冲源及时序指令寄存器 LDIR 图中所有控制信号 LPC PC-G 程序计数器 LOAD LAR 地址寄存器存储器 6116 CE WE 输出设备 D-G W/R CPU 图 1 整机的逻辑框图图1-1中运算器ALU由U7--U10四片74LS181构成，暂存器1由U3、U4两片74LS273构成，暂存器2由U5、U6两片74LS273构成。
微控器部分控存由U13--U15三片2816构成。
除此之外，CPU的其他部分都由EP1K10集成。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计报告一、引言计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程之一，通过学习该课程，我们可以深入了解计算机的硬件组成和工作原理。
本次课程设计旨在通过设计一个简单的计算机系统，加深对计算机组成原理的理解，并实践所学知识。
二、设计目标本次课程设计的目标是设计一个基于冯·诺依曼体系结构的简单计算机系统，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
通过该设计，我们可以掌握计算机系统的基本组成和工作原理，加深对计算机组成原理的理解。
三、设计方案1. CPU设计1.1 硬件设计CPU由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责指令的解码和执行，算术逻辑单元负责算术和逻辑运算。
1.2 指令设计设计一套简单的指令集，包括算术运算指令、逻辑运算指令、数据传输指令等。
1.3 寄存器设计设计一组通用寄存器，用于存储数据和地址。
2. 存储器设计2.1 主存储器设计一块主存储器，用于存储指令和数据。
2.2 辅助存储器设计一个简单的辅助存储器，用于存储大容量的数据。
3. 输入输出设备设计3.1 键盘输入设备设计一个键盘输入设备，用于接收用户的输入。
3.2 显示器输出设备设计一个显示器输出设备，用于显示计算结果。
四、实施步骤1. CPU实现1.1 根据CPU的硬件设计，搭建电路原型。
1.2 编写控制单元的逻辑电路代码。
1.3 编写算术逻辑单元的逻辑电路代码。
1.4 进行仿真验证，确保电路的正确性。
2. 存储器实现2.1 设计主存储器的存储单元。
2.2 设计辅助存储器的存储单元。
2.3 编写存储器的读写操作代码。
2.4 进行存储器的功能测试，确保读写操作的正确性。
3. 输入输出设备实现3.1 设计键盘输入设备的接口电路。
3.2 设计显示器输出设备的接口电路。
3.3 编写输入输出设备的读写操作代码。
3.4 进行输入输出设备的功能测试，确保读写操作的正确性。
五、实验结果与分析通过对CPU、存储器和输入输出设备的实现，我们成功设计了一个基于冯·诺依曼体系结构的简单计算机系统。
计算机组成原理课程设计总结报告[优秀范文5篇]
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计算机组成原理课程设计总结报告[优秀范文5篇]第一篇：计算机组成原理课程设计总结报告大庆师范学院计算机组成原理课程设计总结报告设计题目：基本模型机的模拟设计与实现子题目：外部中断控制流水灯、蜂鸣器学生姓名：院别：专业：班级：学号：指导教师:2011 年 7 月 5日大庆师范学院课程设计任务书题目基本模型机的模拟设计与实现主要内容：对基本模型机的设计与实现，能够自己设计机器指令并且能够翻译为微程序，并能将机器指令和微程序分别打入模拟机的内存和控制存储其中，并通过程序调试能将所编写的程序正确运行。
参考资料：《计算机组成原理》唐朔飞著《计算机组成原理》白中英著《计算机组成原理实验指导》完成期限：一周指导教师签名：2011年 7 月5日大庆师范学院本科毕业论文（设计）大庆师范学院本科毕业论文（设计）目录一、设计目标 (1)二、采用设备 (1)三、设计的原理 (1)3.1 单片机..............................................................................1 3.2中断方式...........................................................................2 3.3实现控制LED 和蜂鸣器的原理 (3)四、逻辑电路图 (3)4.1LED小灯原理图..................................................................... 3 4.2扬声器原理图..................................................................... 3 4.3单片机的独立按键原理图 (4)五、程序代码...........................................................................4 5.1C语言的特点及选择...............................................................4 5.2 程序代 (5)六、调试情况 (5)6.1在keil环境下，编写外部中断的程序…………………………………6 6.2软件调试的步骤 (6)七、心得体会 (6)八、参考文献 (7)大庆师范学院本科毕业论文（设计）摘要：本文介绍了在89c51单片机系统中设计外部中断流水灯、蜂鸣器的一种方法。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计设计任务：综合前面实验单元典型部件设计与调试，对数据选择器（A、B）、计数器、运算器、寄存器和微程序控制器透彻了解的基础上，完成一个简单计算机的设计，使其具有简单运算功能：取数、读数、做加法、送数等。
设计目的：通过一个简单计算机的设计，对计算机系统的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序的编制与调试等全过程有一个较为综合、深入的认识和理解。
设计与调试步骤：结合计算机组成原理的教学内容和课程设计平台系统，计算机的设计与调试步骤如下：数据通路：数据通路的设计在总体结构中是最重要的一个环节。
实验室的仿真模型机的数据通路是以总线为基础、以CPU为核心构成的。
系统简介:机器指令存放在3#RAM中将3#RAM作为内存使用，机器指令是按由上到下顺序执行的，其执行顺序由PC（程序计数器）和MAR（地址寄存器）控制。
2#RAM和1#RAM作为控制存储器简称为控存一条微指令由十六个微命令组成高八位存放于2#RAM中，低八位存放于1#RAM中。
后继地址有三种形成方式μIR2μIR1μIR0为001时μPC+1安顺序执行微指令为010时JP无条件转移，地址由μIR15-8提供。
本简单计算机基于简化处理μIR15-8均为0它代表了均跳向为指令寄存器的00入口即取指令入口。
为011时QJP高四位安机器指令的操作码转移，第四位为0其由后继地形成逻辑实现，所有涉及的地址转移均为指令的转移。
因为机器指令是按顺序执行的。
每按一次单脉冲键执行一条微指令，一条机器指令由若干条微指令组成，一条微指令由十六个微命令组成其中因为μIR3μIR6μIR7全为零故省略掉了。
为保证机器指令是从第一条开始顺序执行的，在操作前应按一次复位键将微指令计数器μpc，机器指令计数器pc，内存地址寄存中的内容清零。
第一条微指令地址为00，微操作为RAM→IR即从内存中取出指令放到机器指令寄存器中，此时地址寄存器中的内容为00，所以在3#RAM的00地址中取出MOV1指令18，取出指令后PC+1→PC（01）为取下一条内存内容做好准备，再按一次单脉冲键执行QJP及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为18 操作码为0001，所以转移后高四位为：0001 低四位为全零：0000 。
《计算机组成原理》课程设计报告
《计算机组成原理》课程设计报告电⼦信息学院实验报告书课程名：《计算机组成原理》题⽬：实验类别【验证】班级：学号：姓名：⽬录第⼀章实训任务概述 (3)1.1实训⽬的 (3)1.2 实训任务 (3)第⼆章设计内容 (4)2.1 指令的执⾏流程 (4)2.1.1“异或”指令 (4)2.1.2读取指令 (5)2.1.3 “ADD”指令 (5)2.2 储存器 (5)2.3 运算器 (5)2.4 硬件系统 (5)2.4.1计算机硬件组成 (5)2.4.2 采⽤门电路设计⼀个8位的全加器电路 (7)2.4.3 定点补码加减法装置逻辑框图 (8)2.5 模型机综合实验 (8)2.5.2 转移实验 (8)第三章图表格式 (9)3.1“异或”指令 (9)3.2 读取指令 (9)3.3“ADD ”指令 (10)3.4 储存器 (10)3.5 设计计算机运算器 (12)3.6 了解计算机硬件系统 (18)3.6.1 8位全加器 (18)3.6.2 定点补码加减法逻辑图 (18)3.7 运算器的逻辑组成及设计模型及综合实验 (19)3.7.1移位/取反实验 (19)3.7.2 转移实验 (21)第四章个⼈总结 (23)4.1 主要结论 ........................................................................................ 错误！未定义书签。
4.2 对实训的认识................................................................................. 错误！未定义书签。
参考⽂献 . (23)致谢 (24)第⼀章课设任务概述1.1课设⽬的通过本周的课设，使我们对计算机组成与体系结构这门课有⼀个更深⼊的了解。
主要要了解计算机的硬件组成、微操作以及储存器中的地址变换等。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计报告班级：计算机________ 班姓名： _________ 学号:完成时间：一、课程设计目的1在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；2 •通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3 •培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。
二、课程设计的任务针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。
三、课程设计使用的设备（环境）1硬件COP2000实验仪PC机2. 软件COP2000仿真软件四、课程设计的具体内容（步骤）1. 详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点：1. 模型机总体结构COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM，以及中断控制电路、跳转控制电路。
其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现，其它电路都是用离散的数字电路组成。
微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。
模型机为8位机，数据总线、地址总线都为8位，但其工作原理与16位机相同。
模型机的指令码为8位，根据指令类型的不同，可以有0到2个操作数。
指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器，在微程序控制方式中，用指令码作为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。
计算机组成原理课程设计报告模板
三、课程设计的时间安排
序号
教学顺序
教学内容
2、控制信号的说明；
3、；实验的关键设计；
4、实验的步骤
5、实验运行图；
6、实验结果分析；
六、结论（应当准确、完整、明确精练；也可以在结论或讨论中提出建议、设想、尚待解决问题等。）
七、参考文献
（一）教科书
唐朔飞编著，《计算机组成原理》，高等教育出版社 第三版
（二）参考书
（1）李勇编著，《计算机原理与设计》，国防科技大学出版社
2、学生独立设计出对应每一条指令的一段微指令，并将若干段微程序写入控制存储器，并检查其正误。
3、把程序通过存储器写操作写入内存中
4、通过存储器读操作连续进行读操作，验证6、读寄存器对寄存器堆中的寄存器连续进行读操作，验证写的数据是否正确。
《计算机组成原理》课程设计
系院：
学生姓名：
专业：
年级：
完成日期
指导教师：
课程设计小组成员名单及分工
姓名
学号
主要完成内容
备注
一、课程设计的目的与要求
本课程设计是在完成了计算机组成原理的教学后进行的，目的在于让学生在掌握了计算机组成原理的基本理论之后，在实验室里老师指导下，自己动手，搭建一个简单的计算机的模型，其模型中包括计算机中的运算器、寄存器、译码电路、存储器、和存储微指令用的控制存储器。在此基础上，给出若干条计算机指令，要求学生自行设计出这若干条指令的微指令，并将其存放于控制存储器，然后用这几条指令设计一段程序。将该段程序存放于内存中，并运行此段程序，且显示该段程序运行后其结果的正、误，分析其原因。通过该实习，让学生在实际操作中加深对计算机的组成原理和指令在计算机中运行过程的理解。
计算机组成原理课程设计报告书
**大学计算机科学与技术学院计算机组成原理课程设计报告书专业班级学生姓名学号指导教师日期一、设计目的1．融会贯通教材各章的内容，通过知识的综合运用，加深对计算机系统各模块的工作原理及相互联系的认识，加深计算机工作中“时间-空间”概念的理解，从而清晰地建立计算机的整机概念。
2．学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计和调试的实践和经验二、设计任务1．根据给定的数据格式和指令系统，设计一台微程序控制的模型计算机。
2．根据设计图，在QUARTUS II环境下仿真调试成功。
3．在调试成功的基础上，整理出设计图纸和相关文件，包括：（1）总框图（数据通路图）；（2）微程序控制器逻辑图；（3）微程序流程图；（4）微程序代码表；（5）设计说明书及工作小结。
三、设计内容1．数据格式数据字规定采用定点整数补码表示法，字长8位，其中最高位为符号位，其格式如下：7 6 5 4 3 2 12．指令格式本实验设计使用5条机器指令，其格式与功能说明如下：INADDSTAOUTJMPIN8位数据输入到R0寄存器。
ADD指令为双字长指令，第一个字为操作码，第二个字为操作数地址，其功能是将R0寄存器的内容与内存中地址为A的数相加，结果存放在R0寄存器中。
STA指令为双字长指令，第一个字为操作码，第二个字为操作数地址，其功能是将R0寄存器中的内容存储到以第二个字为地址的内存单元中。
OUT指令为双字长指令，第一个字为操作码，第二个字为操作数地址，其功能是将内存中以第二个字为地址的内存单元中的数据读出到数据总线，显示之。
JMP指令为双字长指令，第一个字为操作码，第二个字为操作数地址，其功能是程序无条件转移到第二个字指定的内存单元地址。
数据通路图一旦确定，指令流与数据流的通路也就确定了。
图1中各功能器件上标注的控制点及控制信号，就是微程序控制器设计的依据。
微指令格式建议采用水平型微指令格式，后继微地址采用断定方式。
计算机组成原理 课程设计报告.
计算机组成原理课程设计报告班级：计算机班姓名：学号：完成时间：一、课程设计目的1．在实验机上设计实现机器指令及对应的微指令（微程序）并验证，从而进一步掌握微程序设计控制器的基本方法并了解指令系统与硬件结构的对应关系；2．通过控制器的微程序设计，综合理解计算机组成原理课程的核心知识并进一步建立整机系统的概念；3．培养综合实践及独立分析、解决问题的能力。
二、课程设计的任务针对COP2000实验仪，从详细了解该模型机的指令/微指令系统入手，以实现乘法和除法运算功能为应用目标，在COP2000的集成开发环境下，设计全新的指令系统并编写对应的微程序；之后编写实现乘法和除法的程序进行设计的验证。
三、课程设计使用的设备（环境）1．硬件●COP2000实验仪●PC机2．软件●COP2000仿真软件四、课程设计的具体内容（步骤）1．详细了解并掌握COP 2000模型机的微程序控制器原理，通过综合实验来实现该模型机指令系统的特点：1.模型机总体结构COP2000模型机包括了一个标准CPU所具备所有部件，这些部件包括：运算器ALU、累加器A、工作寄存器W、左移门L、直通门D、右移门R、寄存器组R0-R3、程序计数器PC、地址寄存器MAR、堆栈寄存器ST、中断向量寄存器IA、输入端口IN、输出端口寄存器OUT、程序存储器EM、指令寄存器IR、微程序计数器uPC、微程序存储器uM，以及中断控制电路、跳转控制电路。
其中运算器和中断控制电路以及跳转控制电路用CPLD来实现，其它电路都是用离散的数字电路组成。
微程序控制部分也可以用组合逻辑控制来代替。
模型机为8位机，数据总线、地址总线都为8位，但其工作原理与16位机相同。
模型机的指令码为8位，根据指令类型的不同，可以有0到2个操作数。
指令码的最低两位用来选择R0-R3寄存器，在微程序控制方式中，用指令码作为微地址来寻址微程序存储器，找到执行该指令的微程序。
而在组合逻辑控制方式中，按时序用指令码产生相应的控制位。
计算机组成原理课程设计的实验报告
计算机组成原理课程设计的实验报告实验报告：计算机组成原理课程设计摘要：本实验报告旨在介绍计算机组成原理课程设计的实验过程和结果。
该实验旨在深入理解计算机的组成和工作原理，并通过设计和实现一个简单的计算机系统来加深对计算机组成原理的理解。
本实验报告将包括实验的目的、实验环境、实验步骤、实验结果以及实验的分析和讨论。
1. 实验目的：本实验的目的是通过设计和实现一个简单的计算机系统，加深对计算机组成原理的理解。
具体目标包括：- 理解计算机的基本组成和工作原理；- 掌握计算机硬件的设计和实现方法；- 学习使用计算机组成原理相关的软件工具。
2. 实验环境：本实验所需的硬件和软件环境如下：- 硬件环境：一台支持计算机组成原理课程设计的计算机；- 软件环境：计算机组成原理相关的软件工具，如Xilinx ISE、ModelSim等。
3. 实验步骤：本实验的步骤主要包括以下几个部分：3.1 系统需求分析在设计计算机系统之前，首先需要明确系统的需求和功能。
根据实验要求，我们需要设计一个简单的计算机系统，包括指令集、寄存器、运算单元等。
3.2 系统设计根据系统需求分析的结果，进行系统设计。
设计包括指令集的设计、寄存器的设计、运算单元的设计等。
3.3 系统实现在系统设计完成后，需要进行系统的实现。
具体步骤包括使用硬件描述语言（如VHDL）进行电路设计，使用Xilinx ISE进行逻辑综合和布局布线，最终生成bit文件。
3.4 系统测试在系统实现完成后，需要进行系统的测试。
测试包括功能测试和性能测试。
功能测试主要是验证系统是否按照设计要求正常工作；性能测试主要是测试系统的性能指标，如运行速度、吞吐量等。
4. 实验结果：经过实验，我们成功设计和实现了一个简单的计算机系统。
该系统具有以下特点：- 指令集：支持基本的算术运算和逻辑运算；- 寄存器：包括通用寄存器、程序计数器、指令寄存器等；- 运算单元：包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元。
计算机组成原理课程设计报告
计算机组成原理课程设计报告――带移位运算功能的模型机设计与实现一、实验目的1.熟悉用微程序控制器控制模型机的数据通路。
2.学习设计与调试计算机的基本步骤及方法。
二、实验设备CCT－IV计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
三、实验内容1.实验原理本实验在基本模型机的基础上搭接移位控制电路，实现移位控制运算。
本实验采用五条机器指令:IN(输入),ADD(进制加法),STA(存数),OUT输出),JMP(转移)。
其中IN为单字长(8位),其余为双字节长指令,XXXXXXXX为ADDR对应的二进制地址码。
为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,还必须设计三控制台操作微程序。
存储器读操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA为"00"时,按下START微动开关,可对RAM连续手动读操作。
存储器写操作:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA为"01"时,按下START微动关,可对RAM连续手动写操作。
启动程序:拨动总清开关CLR后,控制台开关SWB,SWA为"11",按下START微动开关,即可转入到第01号"取址"微程序,启动程序运行。
实验中新增4条移位运算指令：RL（左环移）、RLC（带进位左环移）、RR （右环移）、RRC（带进位右环移），其指令格式如下：助记符操作码RR 01010000RRC 01100000RL 01110000RLC 10000000以上4条指令都为单字长（8位）。
RR为将R0寄存器中的内容循环右移一位。
RRC为将R0寄存器中的内容带进位右移一位，它将R0寄存器中数据右边第一位移入进位，同时将进位寄存器的数移至R0寄存器的最左位。
RL为将R0寄存器中的数据循环左移一位。
RLC为将R0寄存器中的数据带进位循环左移一位。
为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作程序。
《计算机组成原理》课程设计报告
7.连接实验线路…………………………………………………………………..12
8.运行与调试……………………………………………………………………..13
五总结…………………………………………………………………………………………….13
六参考文献…………………………………………………………………………………………15
OUT addr
0011 0000 XXXX XXXX
[addr] -> LED
JMP addr
0100 0000 XXXX XXXX
[addr] -> PC
4
（1）微指令格式
微指令字长共24位，其控制位顺序如下表所示：
A字段
B字段
C字段
15
14
13
选择
12
11
10
选择
9
8
7
选择
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
110
110
000110
0B
0
0
0
0
0
0
0
1
1
110
110
110
011000
0C
0
0
0
0
0
0
0
1
1
110
110
110
001101
0D
0
0
0
0
0
0
0
0
1
101
000
110
000001
18
0
0
计算机组成原理课程设计报告书
本科生课程设计带移位运算的模型机的设计与实现课程名称《计算机组成原理》学生姓名XXX学生学号所在专业计算机科学与技术所在班级完成时间2010/6/29指导教师职称成绩一、课程设计题目：带移位运算的模型机的设计与实现二、课程设计目的：综合运用计算机知识，设计并实现较为完整的模型计算机。
三、实验设备：TDN-CM计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
四、课程设计步骤1、设计目标证明RL（左环移）指令完成后实现的是原始数据的增大两倍；2、确定指令系统本实验采用九条指令实现证明RL（左环移）指令完成后实现的是原始数据的增大两倍：IN（输入）RLC（带进位的左移）ADD（二进制加法）STA （存数）OUT（输出）JMP（无条件转移）等其中IN为单字长（8位），其余为双字长指令。
为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计三个控制台操作微程序。
存储器读操作（KRD）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB，SWA 为“0 0”时，按START微动开关，可对RAM连续手动读操作。
存储器写操作（KWE）：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB，SWA 为“0 1”时，按START微动开关可对RAM进行连续手动写入。
启动程序：拨动总清开关CLR后，控制台开关SWB，SWA为“1 1”时，按START微动开关，即可转入到第01号“取址”微指令，启动程序运行。
上述三条控制台指令用两个开关SWB，SWA的状态来设置，其定义如下：SWB SWA 控制台指令0 0 读内存（KRD)0 1 写内存（KWE)1 1 启动程序（RP)下面为需要设计指令及使用的寻址方式和说明。
地址（二进制）内容（二进制）助记符说明01000000 00000000 IN DATA UNIT输入数据01000000到R0寄存器01000001 10000000 RLC 实现带进位的左循环01000010 00100000 STA[50H] 将R0寄存器的内容存到[50H]内存单元01000011 01010000 STA操作地址[50H]内存单元01000100 00110000 OUT[50H] 将[50H]内存单元的内容输入到数据总线上驱动地址灯显示带进位左移后的结果01000101 01010000 OUT操作地址[50H]内存单元01000110 00000000 IN DATA UNIT输入数据01000000到R0寄存器01000111 00010000 ADD[4FH] 将R0寄存器的内容加上[4FH]内存单元再送还回R0寄存器01001000 01001111 ADD操作地址[4FH]内存单元01001001 00100000 STA[51H] 将R0寄存器的内容存到[51H]内存单元01001010 01010001 STA操作地址[51H]内存单元01001011 00110000 OUT[51H] 将[51H]内存单元的内容输入到数据总线上驱动地址灯显示相加后的结果01001100 01010001 OUT操作地址[51H]内存单元01001101 01000000 JMP[40H] 结束转移回开始地址单元01001110 01000000 JMP操作地址[40H]内存单元01001111 01000000 存取内容DATA UNIT输入内容相同的数01010000 等待存取数据的内存单元01010001 等待存取数据的内存单元根据以上要求确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型。
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课程设计报告课程名称：计算机组成原理题目名称：复杂模型机的设计与实现专业名称：计算机科学18学生姓名：李佩霖同组人：聂铭指导老师：单博炜完成时间：2014年12月29日至2014年12月31日目录第一章课程设计概述1.1课程设计的教学目的1.2课程设计任务和基本要求第二章规定项目的实验验证2.1任务分析以及解决方案2.2设计原理第三章指定应用项目的设计实现第四章收获和体会第一章课程设计概述1.1 课程设计的教学目的综合运用所学计算机组成原理知识，设计并实现较为完整的计算机。
1.2 课程设计任务和基本要求在模型机上实现如下运算：从IN单元读入一个数据，根据读入数据的低四位值X，求对应X值的1+2+3+···的整数序列的累加和，X为序列的长度。
要求使用实验机上的复杂模型机设计实验上的数据格式和指令格式、数据通路、微程序流程图设计微程序，并通过手动和联机输入完成实验验证。
第二章规定项目的实验验证2.1任务分析以及解决方案考虑到实验任务为计算数的序列的累加和，所以实验过程应该为：1.学习并掌握微指令的结构以及运算方式。
2根据实验机数据通路的原理框图在实验机上连接线路。
3手动和联机向实验机打入微程序，运行并验证。
2.2设计原理如图1为模型机数据通路原理框图，图2为微程序流程图。
图1图2关于数据格式，模型机规定采用定点补码表示法表示数据，数据字长为8位，8位全部用来表示数据。
关于指令格式，模型机设计3大指令共15条，其中包括运算类指令、控制转移类指令、数据传送类指令。
运算类指令包含3种，算术运算、逻辑运算、一位运算，设计有6条运算类指令，分别为：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有运算类指令均为单字节指令，寻址方式采用寄存器直接寻址。
控制转移类指令有3条，分别为：HLT、JMP、BZC。
数据传送类指令有：IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA。
所有单字节指令(ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT和MOV)指令格式如图2所示。
图 2其中，OP-CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，规定如图3所示。
图 3IN和OUT指令格式如图4所示：图 4其中括号中的1表示指令的第一字节，2表示指令的第二字节，OP-CODE 为操作码，RS为源寄存器，RD为目的寄存器，P为I/O端口号，占用一个字节。
LDI指令格式如图5所示：图 5LAD、STA、JMP和BZC指令格式如图6所示：图 6其中M为寻址模式，如图7所示，以R2作为变址寄存器RI。
图7如下为微指令源程序：$P 00 20 ; START: IN R0,00H 从IN单元读入计数初值$P 01 00$P 02 61 ; LDI R1,0FH 立即数0FH送R1$P 03 0F$P 04 14 ; AND R0,R1 得到R0低四位$P 05 61 ; LDI R1,00H 装入和初值00H$P 06 00$P 07 F0 ; BZC RESULT 计数值为0则跳转$P 08 16$P 09 62 ; LDI R2,60H 读入数据始地址$P 0A 60$P 0B CB ; LOOP: LAD R3,[RI],00H 从MEM读入数据送R3，变址寻址，偏移量为00H$P 0C 00$P 0D 0D ; ADD R1,R3 累加求和$P 0E 72 ; INC RI 变址寄存加1，指向下一数据$P 0F 63 ; LDI R3,01H 装入比较值$P 10 01$P 11 8C ; SUB R0,R3$P 12 F0 ; BZC RESULT 相减为0，表示求和完毕$P 13 16$P 14 E0 ; JMP LOOP 未完则继续$P 15 0B$P 16 D1 ; RESULT: STA 70H,R1 和存于MEM的70H单元$P 17 70$P 18 34 ; OUT 40H,R1 和在OUT单元显示$P 19 40$P 1A E0 ; JMP START 跳转至START$P 1B 00$P 1C 50 ; HLT 停机$P 60 01 ; 数据$P 61 02$P 62 03$P 63 04$P 64 05$P 65 06$P 66 07$P 67 08$P 68 09$P 69 0a$P 6A 0b$P 6B 0c$P 6C 0d$P 6D 0e$P 6E 0f; //***** End Of Main Memory Data *****//; //** Start Of MicroController Data **//$M 00 000001 ; NOP$M 01 006D43 ; PC->AR, PC加1$M 03 107070 ; MEM->IR, P<1>$M 04 002405 ; RS->B$M 05 04B201 ; A加B->RD$M 06 002407 ; RS->B$M 07 013201 ; A与B->RD$M 08 106009 ; MEM->AR$M 09 183001 ; IO->RD$M 0A 106010 ; MEM->AR$M 0B 000001 ; NOP$M 0C 103001 ; MEM->RD$M 0D 200601 ; RD->MEM$M 0E 005341 ; A->PC$M 0F 0000CB ; NOP, P<3>$M 10 280401 ; RS->IO$M 11 103001 ; MEM->RD$M 12 06B201 ; A加1->RD$M 13 002414 ; RS->B$M 14 05B201 ; A减B->RD$M 15 002416 ; RS->B$M 16 01B201 ; A或B->RD$M 17 002418 ; RS->B$M 18 02B201 ; A右环移->RD$M 1B 005341 ; A->PC$M 1C 10101D ; MEM->A$M 1D 10608C ; MEM->AR, P<2>$M 1E 10601F ; MEM->AR$M 1F 101020 ; MEM->A$M 20 10608C ; MEM->AR, P<2>$M 28 101029 ; MEM->A$M 29 00282A ; RI->B$M 2A 04E22B ; A加B->AR$M 2B 04928C ; A加B->A, P<2>$M 2C 10102D ; MEM->A$M 2D 002C2E ; PC->B$M 2E 04E22F ; A加B->AR$M 2F 04928C ; A加B->A, P<2>$M 30 001604 ; RD->A$M 31 001606 ; RD->A$M 32 006D48 ; PC->AR, PC加1$M 33 006D4A ; PC->AR, PC加1$M 34 003401 ; RS->RD$M 35 000035 ; NOP$M 36 006D51 ; PC->AR, PC加1$M 37 001612 ; RD->A$M 38 001613 ; RD->A$M 39 001615 ; RD->A$M 3A 001617 ; RD->A$M 3B 000001 ; NOP$M 3C 006D5C ; PC->AR, PC加1$M 3D 006D5E ; PC->AR, PC加1$M 3E 006D68 ; PC->AR, PC加1$M 3F 006D6C ; PC->AR, PC加1; //** End Of MicroController Data **//第三章指定应用项目的设计实现在实验机上的电路接线图如图8所示：图8 第四章收获和体会图9是连线图。
图9图10是上机调试、运行程序的状态分析截图。
图10注意到上图中，输入模块“IN”的数据为“07”，则计算的结果为1+2+3+4+5+6+7=28，以十六进制表示为1C，这与上图中输出模块“OUT”的数据“1C”相符。
收获与体会：一周的课程设计结束了。
这次课程设计，不仅检验了我所学习的知识，也让我学会了如何去把握一件事情、如何去做一件事情和如何完成一件事情。
在此次课程设计中，我和组员齐心协力完成了课设，加深了对复杂模型机的工作原理的理解，对微指令的设计、微指令与汇编代码之间的关系也有了进一步的认识。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程．“千里之行始于足下”，通过本次课程设计，我深深地体会到了这句名言的真正含义．今天，认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开一步，就是为了明天能稳健地在社会大潮中奔跑而打下坚实的基础。