硬件课程设计报告(终稿)
硬件技术课程设计报告
硬件技术课程设计报告硬件技术课程设计报告一、项目简介本项目是一个基于FPGA的数字时钟设计。
该数字时钟具有时间显示、日期显示、闹钟功能等多种功能，可以满足用户日常生活中的时间管理需求。
二、设计流程1. 系统框图设计根据数字时钟的功能需求，我们设计了如下系统框图：2. 模块设计根据系统框图，我们将数字时钟分为以下几个模块：① 时钟模块：该模块负责产生1Hz的时钟信号。
② 计数器模块：该模块负责计算当前时间和日期。
③ 显示控制模块：该模块负责控制数码管的显示。
④ 闹钟控制模块：该模块负责设置和控制闹钟功能。
3. 模块实现① 时钟模块：我们使用了FPGA内部的PLL电路来产生1Hz的时钟信号。
② 计数器模块：我们使用了三个计数器来计算当前时间和日期。
其中一个计数器用于计算秒数，另外两个分别用于计算分钟和小时。
③ 显示控制模块：我们使用了共阴数码管，并通过译码器将需要显示的数字转换成相应的段选信号。
④ 闹钟控制模块：我们通过按键来设置闹钟时间，并在闹钟时间到达时触发蜂鸣器。
4. 系统集成将以上四个模块进行集成，即可完成数字时钟的设计。
三、实现效果我们使用了Xilinx公司的FPGA开发板进行了数字时钟的实现。
经过测试，该数字时钟能够准确地显示时间和日期，并且具有可靠的闹钟功能。
四、总结与展望通过本次课程设计，我们深入了解了FPGA硬件设计的流程和方法。
同时，我们也学会了如何使用FPGA来实现数字电路。
在未来，我们将继续深入学习硬件技术，并尝试更加复杂和高级的设计。
计算机硬件课程设计报告(cpu设计)
计算机硬件课程设计设计报告学号: 姓名：成绩：学号: 姓名：成绩：东南大学计算机科学与工程系二0 10 年11 月一、设计名称：My CPU的设计二、本设计的主要特色：1、熟悉挂总线的逻辑器件的特性和总线传送的逻辑实现方法。
2、掌握半导体静态存储器的存取方法。
三、设计方案：1. 数据格式——8位二进制定点表示2. 指令系统——CPU的指令格式尽量简单规整，这样在硬件上更加容易实现。
7条基本指令：输入/输出，数据传送，运算，程序控制。
指令格式：Array7 6 5 4 3 2 1 0两种寻址方式：寄存器寻址Array7 6 5 4 3 2 1 0直接地址寻址，由于地址要占用一个字节，所以为双字节指令。
7条机器指令：IN R目：从开关输入数据到指定的寄存器R目。
OUT R源：从指定的寄存器R源中读取数据送入到输出缓冲寄存器，显示灯亮。
ADD R目，R源：将两个寄存器的数据相加，结果送到R目。
JMP address : 无条件转移指令。
HALT : 停机指令。
LD R目，address : 从内存指定单元中取出数据，送到指定寄存器R 目。
ST address , R 源: 从指定的寄存器R源中取出数据，存入内存指定单元。
Address（内存地址）3. CPU内部结构4.数据通路设计根据指令系统，分析出数据通路中应包括寄存器组、存储器、运算器、多路转换器等，采用单总线结构。
通用寄存器组：运算器：存储器：多路转换器：输出缓冲器：5．控制器设计控制通路负责整个CPU的运行控制，主要由控制单元和多路选择器MUX 完成。
在每一个时钟周期的上升沿指令寄存器IR 从内存中读取指令字后，控制单元必须能够根据操作码，为每个功能单元产生相应主控制信号，以及对ALU 提供控制信号。
对于不同的指令，同一个功能单元的输入不同，需要多路选择器MUX 来对数据通路中功能单元的输入进行选择。
程序计数器PC：指令寄存器IR：指令译码电路：脉冲源及起停控制线路：时序信号产生部件：Sequence1内部电路：四、完成的任务1、补充了译码电路；2、修改了时序电路，满足教材要求；3、编写指令的微程序；指令的微程序lodpc (1000 0000)：C00100 310080送数(1100 0000)：30C000 C00400 010080取值公操作(0000 0000)：30C000 002000IN (0001 0000)：C00200 111080OUT (0010 0000)：110880LD (0011 0000)：30C000 008000 001200 111080 ST (0100 0000)：30C000 008000 110C080ADD (0101 0000)：181000 160800 400200 111080 JMP (0110 0000): 30C000 000100 310080HALT (0111 0000)：0000404、建立RAM.mif中的内容；RAM中内容简要介绍：地址指令E0 IN R0//向R0里放入数据20E1 LD //从指定存储单元30取出数据03放到R1中E3 OUT //将R1中的数据输出出来E4 ADD R0,R1//将R0和R1相加结果放入到R0中E5 OUT //把相加结果23输出E6 JMP //跳转到F0F0 ST //将R0里的数据存入指定单元20中F2 LD //将20中的数据取出放入R3中F4 OUT //将R3中的数据取出F5 HALT //停机指令5、测试结果与性能分析。
硬件课程设计报告
硬件课程设计报告硬件课程设计报告专业班级学号姓名中国矿工业大学计算机科学与技术学院2011 年12月硬件课程设计报告目录一、概要 (3)二、焊接工艺总结 (3)三、程序设计 (3)（一）LED灯应用 (3)（二）数码管显示 (12)（三）蜂鸣器播放音乐 (21)（四）按键识别 (23)（五）串口通信 (26)（六）时钟——定时器中断应用 (33)（七）时钟日历——时钟芯片DS1302应用 (37)（八）数字温度计——温度传感器DS18B20应用 (47)四、体会与建议 (53)一、概要实验开发板配置为STC89C52RC单片机，内置8K的ROM程序存储器，支持串口ISP在线下载。
实验板上有8位数码管，可做静态显示、动态扫描以及数字时钟显示等；16位LED发光二极管，可进行流水灯等实验；6个按键可实现按键查询、按键中断等；利用蜂鸣器可进行报警提示、播放音乐等；利用DS1302时钟芯片可进行时钟精确计时，制作简易的时钟日历；通过温度传感器DS18B20接口可编程获取环境温度，制作数字温度计；MAX232芯片构成标准的RS232串行通信接口，可与PC机、单片机开发板进行串行通信，也可由计算机直接下载程序至单片机进行程序的烧录。
通过编程设计与本开发板配套的程序，完成相关硬件设备的应用，充分理解与掌握单片机的原理与应用，提高动手实践与编程的综合能力。
二、焊接工艺总结本实验板为双面板，2条腿以上的元件，焊上后拆下重焊比较困难。
应按照顺序先焊易焊元件如电阻、小电容、12M和32768HZ的晶振、小开关等无极性元件。
在焊电路板时，首先焊接电源部分的元器件，J1、J2、S1、E1、E2、R5，然后接电源，检查电路板是否正常；然后焊接7段LED显示器下面的元件，并安装好7段LED显示器下的一个橡胶垫；然后焊其它元件，焊接元件按低高顺序，先焊低的，后焊高的，再焊集成电路插座，最后焊接7段LED显示器和串口插座等。
焊接过程中应注意排阻的公共端不能焊反，以及四位的LED数码管和LED发光二极管等具有极性的元件的电极也不能焊反。
硬件设计报告
第二部分——硬件设计步进电机的正反转控制目录1 设计目的 (1)2 设计内容 (1)3 设计要求 (1)4 设计原理与硬件电路 (1)5 程序流程图 (9)6 程序代码 (9)7 程序及硬件系统调试情况 (11)8 设计总结与体会 (12)9 参考文献 (12)1 设计目的1.了解步进电机的工作原理，学会用编程的方法控制电机的正反转2.学会软硬件设计之间的结合，学会用proteus进行硬件仿真3.增强对实际问题的分析能力，增强用所学知识解决实际问题的能力4.培养综合运用所学知识独立完成汇编程序课题的能力2 设计内容5.编程实现步进电机的控制。
查找资料，了解步进电机的性能及原理，实现步进电机的正反转。
3 设计要求6.在Proteus环境下，结合课程设计题目，设计硬件原理图，搭建硬件电路7.软件设计8. 1.采用模块化程序结构设计软件，可将整个软件分成若干功能模块。
9. 2.画出程序流程图。
10.3.根据流程图，编写源程序。
11.4.在Proteus环境下，仿真调试程序4 设计原理与硬件电路12.1．步进电机工作原理：13.步进电机是一种感应电机，其基本原理是利用电子电路，将直流电变成分时供电的，多相时序控制电流，用这种电流为步进电机供电，步进电机才能正常工作，驱动器就是为步进电机分时供电的，多相时序控制器，将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。
在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。
硬件课程设计实验报告
计算机学院硬件课程设计报告1 课程设计指导教师评阅书指导教师评语：成绩：指导教师签字：年月日计算机学院硬件课程设计报告2摘要单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。
尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。
同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。
而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。
本设计是基于芯片为AT90C516RD的单片机和点阵控制芯片74HC573共同来控制8*8的点阵显示屏的过程。
介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。
通过该芯片控制一个列驱动74HC573来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，选用1块8×8点阵LED来进行显示。
显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。
文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。
单片机控制系统程序采用C语言进行编辑，通过编程控制显示点对应LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制显示点的亮灭。
所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。
关键词：单片机，AT90C51RD，LED8*8点阵显示屏，点阵控制，锁存器，驱动电路计算机学院硬件课程设计报告3目录摘要 (2)第0章绪论 (4)1、引言 (4)2、单片机的发展和现状 (4)第1章 LED显示屏的介绍 (6)1.1 LED显示屏的发展历程 (6)1.2 LED显示屏的应用 (6)1.3 LED显示屏的分类 (7)1.4 LED显示屏的选择 (8)第2章基于单片机的LED广告牌原理 (10)2.1 LED显示屏原理 (11)2.2点阵LED扫描法介绍 (11)2.3 MCS-51的引脚及相关功能 (12)2.4 74HC573芯片的逻辑连接表 (14)第3章系统设计 (15)3.1 设计任务及要求 (15)3.2 总的电路连接 (15)3.3 硬件电路连线 (15)3.4 LED电路说明 (16)第4章软硬件设计 (18)4.1 硬件设计方案 (19)4.2 软件设计 (19)4.3 程序设计 (20)第5章调试及性能分析 (29)5.1 开发环境介绍 (29)5.2 理论性能分析 (29)5.3 系统调试 (30)第6章总结 (31)第7章实验心得体会 (32)参考文献 (33)附录程序 (35)计算机学院硬件课程设计报告4 绪论1引言单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
硬件结构课程设计报告
课程设计报告题目：硬件结构设计院（系）：专业: 计算机科学与技术班级：计算机学号：姓名：指导老师：设计时间： 14-15 学年 1 学期2014年12月目录一、课程设计目的 (3)二、设计要求 (3)三、设计原理 (3)1．CPU的模块功能简述 (3)2．CPU的设计原理 (4)四、实验步骤 (4)1.开发板的验证 (5)2.模块仿真 (6)3.系统仿真 (7)五、实验结果及结果分析 (8)扩展指令 (8)六、实验心得和总结 (9)一、课程设计目的本课程是计算机科学与技术专业的主干核心课之一，通过课程设计融会贯通本课程各章节的内容，在实验的基础上综合运用，加深对各主要组成部件的工作原理及其相互间有机联系的理解。
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。
学习设计和调试计算机的基本步骤和方法，提高使用软件仿真工具和电路设计的基本技能。
培养科学研究的独立工作能力，取得工程设计与组装调试的实践和经验。
二、设计要求完成一个简单但完整的计算机系统，包括存储器、ALU 、总线、控制单元、I/O 等。
要求计算机能够取出并执行若干条指令。
最后通过led 观察执行结果。
三、设计原理1．CPU 的模块功能简述CPU 共有6个模块，分别为控制信号输入器、控制器、数据总线、74371寄存器、算术逻辑运算器、储存器，还外加一个频率发生器。
CPU 经过这些模块的组合后可以完成输入两个8位二进制数，并进行一次或多次算术运算或逻辑运算，运算结果可以在运算器中输出验证，还可以将运算结果储存在储存器中。
储存器中可以储存256个8位二进制数，并可以输出特定位置的数据。
CPU 内部结构PC总线IR微地址 入口电路控存 ROM微指令 寄存器通用REG 组微指令 译码电路ALU微指令2．CPU的设计原理在控制信号输入器中主要有四个控制端口器，check、Con、equ、res，分别对控制器输入查看结果、继续上一步操作、单步操作、重置的信号。
硬件设计基础实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在使学生掌握硬件设计的基本原理和方法，了解电路设计的基本流程，提高学生的动手实践能力和创新意识。
通过本次实验，学生应能够：1. 熟悉常用电子元器件及其特性；2. 掌握电路原理图的设计与绘制；3. 学会电路板的设计与制作；4. 理解电路调试的基本方法。
二、实验原理电路设计是电子技术领域的基础，它涉及到电子元器件的选择、电路原理图的绘制、电路板的制作以及电路的调试。
本次实验主要围绕以下原理展开：1. 电子元器件原理：电子元器件是电路设计的基础，包括电阻、电容、电感、二极管、晶体管等。
了解这些元器件的工作原理和特性，有助于设计出满足要求的电路。
2. 电路原理图设计：电路原理图是电路设计的核心，它将电路中的各个元器件和连接关系以图形化的方式呈现出来。
学会绘制电路原理图是进行电路设计的基础。
3. 电路板设计：电路板是电路的物理载体，其设计包括元器件布局、布线以及PCB（印刷电路板）的制作。
电路板设计需要遵循一定的原则，以确保电路的可靠性和稳定性。
4. 电路调试：电路调试是电路设计过程中的重要环节，通过调试可以发现电路中的问题并加以解决。
电路调试需要使用各种测试仪器和调试方法。
三、实验内容本次实验主要包括以下内容：1. 元器件识别与测试：识别常用电子元器件，测试其基本参数和特性。
2. 电路原理图设计：根据实验要求，设计一个简单的电路原理图。
3. 电路板设计：根据电路原理图，设计电路板，包括元器件布局、布线等。
4. 电路板制作：制作电路板，包括PCB的制作和元器件的焊接。
5. 电路调试：调试电路，验证电路的功能是否满足设计要求。
四、实验步骤1. 元器件识别与测试：- 识别常用电子元器件，如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等；- 测试元器件的基本参数和特性，如电阻的阻值、电容的容量、二极管的正向导通电压等。
2. 电路原理图设计：- 根据实验要求，设计一个简单的电路原理图；- 在电路原理图中标注元器件的型号、参数等信息。
硬件课程设计报告
硬件课程设计报告一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握硬件基础知识，包括计算机硬件的基本组成、功能及工作原理。
2. 使学生了解各类硬件设备的发展历程、技术特点及未来发展趋势。
3. 帮助学生理解硬件与软件之间的相互关系，提高系统优化的能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学硬件知识进行计算机组装、维护和故障排除的能力。
2. 提高学生运用硬件知识解决实际问题的能力，如根据需求选择合适的硬件配置、评估硬件性能等。
3. 培养学生的团队协作能力和动手实践能力，通过小组合作完成硬件课程项目。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对计算机硬件的兴趣和热情，激发他们探索硬件领域新知识的欲望。
2. 增强学生的环保意识，让他们认识到硬件设备在环保方面的责任和担当。
3. 培养学生的创新精神和勇于挑战的精神，鼓励他们在硬件领域不断尝试和突破。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，强调学生的动手实践能力。
学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的年级，具备一定的计算机操作基础，但对硬件知识了解有限。
教学要求：结合学生特点，注重启发式教学，以案例导入、小组讨论、实践操作等形式，激发学生的学习兴趣，提高他们的实践能力。
同时，注重分层教学，满足不同层次学生的学习需求。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几部分：1. 计算机硬件概述：介绍计算机硬件的基本组成、发展历程及各类硬件设备的功能。
- 教材章节：第1章 计算机硬件基础- 内容列举：CPU、主板、内存、硬盘、显卡等硬件设备的基本概念和作用。
2. 计算机硬件工作原理：剖析计算机硬件各部件的工作原理及相互协作关系。
- 教材章节：第2章 计算机硬件工作原理- 内容列举：CPU的工作原理、内存管理、总线系统、输入输出系统等。
3. 硬件设备选购与组装：教授如何根据需求选择合适的硬件配置，以及计算机组装的方法。
计算机硬件课程设计报告
计算机硬件课程设计报告计算机硬件技术课程设计实践报告学院：自动化工程学院班级：2010032班姓名：刘慧彬学号： 201015032013年1月一、设计题目：硬件类题目（11）2人一组：计数器实验（连线查看实验十九）。
本次实验的主要内容是：本系统中已设计有一片8259A中断控制芯片，工作于主片方式，8个中断请求输入端IR0~IR7对应的中断号为8~F。
根据实验原理图，8259A和8088系统总线直接相连，8259A 上连有一系统地址线A0，故8259A 有2 个端口地址，本系统中为20H、21H。
20H 用来写ICW1， 21H 用来写ICW2、ICW3、ICW4，初始化命令字写好后，再写操作命令字。
OCW2、OCW3 用口地址20H，OCW1用口地址21H。
使用了3号中断源，IRQ3插孔和SP插孔相连，中断方式为边沿触发方式，每按一次AN按钮产生一次中断信号，向8259A发出中断请求信号。
如果中断源电平信号不符合规定要求则自动转到7号中断，显示"Err"。
CPU响应中断后，在中断服务程序中，对中断次数进行计数并显示，计数值按八位十进制循环显示。
二、实验目的：通过本项课程设计，对计算机硬件技术课程中涉及的芯片结构、控制原理、硬件编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，更好的理解计算机硬件技术课程中讲述的基本原理和概念。
1.掌握8259A中断控制器的接口方法。
2.掌握8259A中断控制器的应用编程。
三、实验设计方案以及论证：1.8259Ａ的内部结构：根据设计要求，要实现一个全功能的8259A中断控制器，其控制逻辑部分非常复杂。
8259A的内部结构由8个部分组成：数据总线缓冲器，读/写控制逻辑电路，级联缓冲器/比较器，中断请求寄存器IRR，中断屏蔽寄存器IMR，中断服务寄存器ISR，优先权电路PR。
8259的内部结构图如图1所示。
图1 8259A逻辑内部框图数据总线缓冲器：是双向三态的，用以连接系统总线和8259A内部总线，通过它可以由CPU对8259A写入状态字和控制字。
《硬件课程设计报告》word版
计算机科学与技术学院硬件课程设计报告2011年9月徐州1 选题与需求分析1.1 选题经过小组成员的认真考虑，最终确定课程设计的题目为数字示波器。
数字示波器是智能化数字存储示波器的简称，是模拟示波技术、数字化测量技术和计算机技术的综合产物。
与传统示波器相比，数字示波器不仅具有可存储波形、体积小、功耗低、方便携带等特点，而且还具有强大的实时信号处理分析等功能。
因此在电子电信类实验室中使用越来越广泛。
但目前我国使用的高性能数字示波器主要依靠国外产品，因此研究数字示波器有重要意义。
1.2 需求分析示波器在电子测量、测试仪器中有着很广泛的应用，是观察模拟电路和数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。
该课程设计是基于HUSY试验箱的示波器模拟，由于仪器限制，只实现示波器的基本功能。
设计的初步思想是实现复位、波形延展、显示模拟量的基本大小信息。
经过小组讨论，示波器可有两种工作方式。
一种用波形的幅度来表示模拟量的大小，另一种工作方式用波长来表示模拟量的大小。
2 总体设计2.1 硬件方案不论工作在哪种工作方式下，都需要用到8279、0809芯片。
在方式二下还需要用到8253作分频。
在两种方案中，0809做数模转换，把模拟电压量转换成数字量，用8279控制显示器。
一、用波形幅度来表示模拟量的大小二、用波长来表示模拟量大小.2.2 软件方案在两种方案下分别对应两种软件方案，都必须包括0809,8279这些器件的初始化，还有这些器件的控制，然后第二个方案还要有8253的相关程序。
一、用波形幅度来表示模拟量的大小二、用波长来表示模拟量大小3 详细设计字量按照一定的算法，转化成一定的波形，呈现在它自带的LED显示屏上。
3、 然后是0809的个位置上。
然后是4、 8279的LED 之后是0~255的数值范围太大，所以我们将转化之后的数除以16得到一个范围为0~15的数，这样对于后面的LED 灯的显示编码有了很大的简便。
计算机硬件课程设计报告
计算机硬件综合课程设计报告专业：计算机科学与技术学号：姓名：指导教师：完成时间：一、课程设计的目的通过对一个简单计算机的设计，对计算机的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序控制器的设计、微指令和微程序的编制与调试等过程有更深的了解，加深对理论课程的理解。
二、实验原理按照要求设计指令系统，该指令系统能够实现数据传送，进行加、减运算和无条件转移，具有累加器寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、存储器直接寻址、立即数寻址等五种寻址方式。
指令系统是设计计算机的依据，拟订指令系统将涉及基本字长、指令格式、指令种类、寻址方式等内容。
基本字长：程序设计平台中配置的存储器容量为256*8，可知道基本字长定为8位。
指令格式：指令格式可有单字长和双字长指令两种，在双字长格式中，第二字节一般定义为操作数或操作数地址。
指令格式为：模型机有单操作数指令、双操作数指令和无操作数指令。
操作码OP共四位，最多可定义16条指令。
数据的传送单位为8位数据的传送范围R—>R R—>RAM RAM—>R寻址方式：由于指令较短，操作数字段仅两位，为了简化硬件设计，将操作数字段和目的操作数字段的寻址定义为不同的含义。
源操作数字段寻址方式目的操作数寻址方式00 R0 00 R101 （R0） 01 （R1）10 I 10 I11 D 11 D三、实验装置TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一台，个人微机一台，排线若干。
四、实验题目图1 数据通路结构框图题目一：设计一台模型计算机，实现下列指令系统，并通过给定的工作程序验证上述指令系统。
本设计实现的模型机共包含五条机器指令：IN(输入)、ADD(加法)、STA(存数)、OUT(输出助记符机器指令码（二进制）说明微程序的入口地址（八进制）IN 00000000 “INPUT DEVICE”中的开关状态—>R010（取指令后续微指令默认地址为10）ADD addr 00010000 XXXXXXXX RO+[addr]——>R0 11 STA addr 00100000 XXXXXXXX RO——>[addr] 12 OUT addr 00110000 XXXXXXXX [addr]——>LED 13 JMP addr 01000000 XXXXXXXX addr——>PC 14控制台命令的微程序流程如下（01为取指微指令的地址）：图2-3 控制台流程图3.1连接线路按照图用排线连接好电路3.2写程序方法一：手动写入先将机器指令对应的微代码正确的写入2816中。
硬件课程设计报告
硬件课程设计报告院系：计算机学院专业：计算机嵌入式学号：姓名：指导教师：南京理工大学紫金学院2017.12一、设计目的通过本次硬件课程，设计一个使用微程序的模拟计算器，更加深入的了解各部件和总线之间的连接方式，认识计算机的组成结构，工作原理以及运行方式。
（1）通过一个微机应用实例建立微机系统的整体概念；（2）学习掌握微机系统的硬、软件的工作原理以及二者间的配合关系和方法；（3）掌握汇编语言应用程序的设计和调试方法。
（4）掌握微指令格式以及如何设计微指令。
二、所用设备TDN-CM++实验教学系统一台,PC微机一台。
三、设计思想运用汇编语言，根据微指令的格式以及微指令的功能，对微指令的每一位都需要准确对应。
一共是24位，最后把24位转换位8421BCD码表示微指令码。
然后根据微指令流程图填写下一位地址，使程序能够按照规定的流程进行下去。
最后通过实验机进行调试，如果CPU走势图正确，说明微指令程序设计完成。
如图：（cpu硬件）四、指令系统格式五、微操作流程图六、生成指令及对应微程序列表七、验证程序1. IN指令：$P0000$M00018001 $M0101ED82 $M0200C050 $M100010012.ADD指令：$P0010$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1101ED84 $M0400E005 $M0500B006 $M0601A207 $M07959A013.STA指令：$P0020$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050$M1201ED89 $M0900E008 $M080282014.OUT指令：$P0030$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1301EDA0 $M2000E021 $M21070A015.SUB指令：$P0040$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1401EDA2 $M2200E023 $M2300B024 $M2401A226 $M26659A016.MOV指令：$P0050$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M150192017.INC指令：$P0060$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1601A425 $M25019A018.DEC指令：$P0070$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050$M17002427$M27F59A019.AND指令：$0080$M00018108$M0101ed82$M0200C050$M1801A229$M2901B430$M30B99A01八、设计总结经过两天的实验，我们组完成了本次硬件课程设计。
课程设计硬件
课程设计硬件一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握硬件的基本概念、原理和应用，提高学生的实际操作能力，培养学生的创新意识和团队协作精神。
具体分为以下三个层面：1.知识目标：学生能够理解硬件的基本概念、分类和性能指标，熟悉计算机硬件的组成、工作原理和常用硬件设备的使用。
2.技能目标：学生能够熟练使用计算机硬件设备，进行组装、维护和升级，具备解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：学生树立正确的计算机硬件使用观念，养成爱护设备、安全操作的好习惯，培养团队协作和创新的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括硬件的基本概念、分类和性能指标，计算机硬件的组成、工作原理和常用硬件设备的使用。
具体安排如下：1.硬件概述：介绍硬件的定义、分类和性能指标，让学生了解硬件在计算机系统中的重要性。
2.计算机硬件组成：讲解计算机硬件的组成，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等，并阐述各部分的作用和相互关系。
3.硬件设备的使用与维护：介绍常用硬件设备（如键盘、鼠标、硬盘、显卡等）的使用方法，以及硬件设备的维护和升级策略。
4.实践操作：安排一定的实验课时，让学生亲自动手操作硬件设备，提高实际操作能力。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要包括以下几种：1.讲授法：教师讲解硬件的基本概念、原理和应用，引导学生掌握硬件知识。
2.讨论法：学生就硬件相关话题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解硬件设备在实际应用中的作用和性能表现。
4.实验法：安排实验课时，让学生亲自动手操作硬件设备，提高实际操作能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
具体如下：1.教材：选用权威、实用的硬件教材，为学生提供系统的硬件知识。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识储备。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，提高课堂趣味性。
硬件课程设计报告
课程设计报告课程名称：计算机硬件系统设计课程设计实验地点：专业班级：学号：学生姓名：指导教师：成绩：2013 年6 月24日至2013年7 月5日目录计算机组成原理部分 (1)复杂模型机的设计与实现 (1)一、设计目的 (1)二、实验设备 (1)三、设计要求 (1)四、设计内容 (6)五、程序代码 (12)计算机接口部分 (13)汽车信号灯控制系统 (13)一、设计目的 (13)二、实验环境 (13)三、设计要求 (13)四、设计内容 (14)五、程序代码 (18)总结与心得 (24)计算机组成原理部分复杂模型机的设计与实现一、设计目的综合应用所学计算机组成原理和汇编语言知识，设计并实现较为完整的模型计算机，培养学生独立分析和设计计算机硬件系统的能力。
二、实验设备1. 硬件环境：Dais-CMB+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干，PC机。
2. 软件环境：操作系统，Dais-CMB+应用软件。
三、设计要求3.1、设计任务1. 熟悉实验环境，即实验中涉及的硬件和软件，掌握这些环境工具的功能和使用方法。
本实验中主要是Dais-CMB+软件及其工作环境。
Dais-CMB+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。
连接方法是：用二芯排线把位于实验装置左上方运算器的左下侧CYCZ接口与位于实验装置红色拨码开关右下方的FCFZ接口相连接。
在联机状态下，首先应打开mXj.abs，然后点击“!”图标进入链接装载，一旦屏幕自动弹出动态调试窗口表示代码及微代码下载已成功，已进入windows在线集成调试环境。
2. 综合应用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的模型计算机。
3. 使用模型计算机指令编制程序完成下列功能之一：（1）乘法运算。
（2）除法运算。
（3）连加和连减运算。
4. 将程序译成二进制代码，并将二进制代码写入主存。
3.2、拟定数据格式及指令系统1.数据格式模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下：其中第7位为符号位，数值表示范围是：-128≤X≤127（定点整数），-1≤X<1（定点小数）。
硬件课程设计实验结论
硬件课程设计实验结论一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面：1.知识目标：通过本章节的学习，学生需要掌握硬件课程设计实验的基本原理和方法，了解各种硬件设备的性能指标和应用场景，提高硬件系统的分析和设计能力。
2.技能目标：学生需要能够独立完成硬件课程设计实验，熟练使用各种硬件设备和工具，掌握实验数据的收集、分析和处理方法，提高实验操作技能。
3.情感态度价值观目标：培养学生对硬件技术的兴趣和好奇心，增强学生对科技创新的认同感，培养学生的团队合作意识和问题解决能力。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个部分：1.硬件课程设计实验的基本原理和方法，包括实验流程、实验步骤和实验技巧。
2.各种硬件设备的性能指标和应用场景，如处理器、内存、硬盘、显卡等。
3.硬件系统的分析和设计方法，包括系统结构、性能评估和优化策略。
4.实验数据的收集、分析和处理方法，包括数据整理、图表绘制和结果解释。
三、教学方法为了实现本章节的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解硬件课程设计实验的基本原理和方法，让学生了解实验的背景和目标。
2.讨论法：通过小组讨论，让学生分享自己的实验经验和心得，培养学生的团队合作意识和问题解决能力。
3.案例分析法：通过分析具体的硬件系统案例，让学生了解各种硬件设备的应用场景和性能指标。
4.实验法：通过动手实验，让学生亲自操作硬件设备，掌握实验技能，提高实验操作能力。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的硬件课程设计实验教材，提供理论知识和实验指导。
2.参考书：提供相关的硬件设备技术手册和学术论文，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT和教学视频，生动展示硬件设备和实验过程。
4.实验设备：准备充足的硬件设备和相关工具，确保每个学生都能动手实验。
五、教学评估本章节的教学评估主要包括以下几个方面：1.平时表现：通过观察学生的课堂表现、参与讨论的积极性和实验操作的熟练程度，评估学生的学习态度和动手能力。
硬件课程设计报告
硬件课程设计报告xxxxxxxxxxxx2011年12月19日概要本次实验的主要内容主要有：a焊接完成开发板，使其能正常使用。
焊接工艺总结记得那是板子刚刚发下来的晚上，编程思想焊接好实验板，并检查成功后，便开始编程了。
现在回想我的基本编程思路归结于以下几点：（一）编写底层程序：如BIT(int x)函数用于位的定义；Delayus(uint US)、Delay_xMs(uint x)延时函数；fengming(long i)蜂鸣器函数；shuma(uint n,uint m) 用于数码管显示任意位置上的一个数字；shuma_1(long n)用于数码管显示任意位整数。
（二）编写ds1302程序：ds1302芯片较为复杂，首先需要从网上下载它的芯片说明书，仔细阅读，了解它的基本功能，基本管脚，编程的时序，编程的方法。
然后才开始写程序，首先写的也是两个基本程序write1302(uchar addr,uchar dat)、read1302(uchar addr)根据地址一写一读。
这两个程序，费了很长时间，一开始由于时序不对，总是写不进。
后来仔细看时序图，终于解决了。
所以我觉得有必要附上其时序图。
（三）开始主程序设计：结合按键开始设计主程序，在此阶段完成了，按键的设计，并产生set_clock()、set_calendar()、set_alarm_clock()、set_stopwatch()、show_clock()……等几个未完成程序（四）根据主程序中设计，开始完成set_clock()、set_calendar()、set_alarm_clock()、set_stopwatch()、show_clock()……等几个未完成程序，这里也遇到不少困难，但总体还可以，一步一步终于完成。
（五）调试，检验，修改。
程序框图时钟程序框图（一）主函数（二）设置时钟（三）设置日历（四）闹钟（五）秒表音乐程序框图核心代码时钟程序：（一）子函数部分unsigned char BIT(int x)//位的定义void Delayus(uint US)//延迟函数usvoid Delayms(uint MS)//延迟函数MSvoid fengming(long i)//蜂鸣器void shuma(uint n,uint m) // 显示任意位置上的一个数字void write1302(uchar addr,uchar dat)//对ds1302写数据char read1302(uchar addr) //对ds1302读数据void show_time_clock(int i,int j,int k,int x) //时分秒void show_time_calendar(int i,int j,int k,int m) //年月日、星期void set_clock()//设置时间void set_calendar()//设置日历void set_alarm_clock()//设置闹钟函数void alarm_clock(uchar n)//响铃函数void set_stopwatch()//设置秒表（二）主函数部分void main(){ uchar i;long j=300;write1302(wp,0x00); //禁止写保护for(i=3;i<9;i++){while(j--){shuma(i,15);Delayus(100);shuma(i-1,10);Delayus(100);}j=300;}while(1){if(K5_press){fengming(50);while(K5_press)show_calendar();}a:show_clock();if(K1_press){fengming(50);while(K1_press);while(1){set_clock(); //设置时间sbackif(K1_press){fengming(50);yiwei=0;while(K1_press);while(1){set_calendar();//设置日历backif(K1_press){fengming(50);yiwei=0;while(K1_press);while(1){set_alarm_clock();//设置闹钟backif(K1_press){fengming(50);while(K1_press);while(1){set_stopwatch();//设置秒表backif(K1_press)goto a;}}}}}}}}alarm_clock(10);}}音乐程序：（一）子函数void Time0_Init( )//定时器初始化void Time0_Int() interrupt 1//（二）主函数uchar Temp1,Temp2;uint Addr;Count = 0; //中断计数器清0 Addr = i * 217;while(1){Temp1 = SONG[Addr++];if (Temp1 == 0xFF) //休止符{TR0 = 0; // 停止计数Delay_xMs(100);}else if (Temp1 == 0x00) //歌曲结束符{return;}else{Temp2 = SONG[Addr++];TR0 = 1;while(1){Speak = ~Speak;Delay_xMs(Temp1);if(Temp2 == Count){Count = 0;break;}}}体会与建议应该说这是非常不错的一门课程，不仅让我们对单片机有了更加深刻的认识和学习，也让我们对硬件有了更加浓厚的兴趣。
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硬件课程设计报告（总）设计题目：可存储式电子琴专业班级：小组成员：指导老师：马海波2012-10计算机科学与技术学院摘要：随着计算机技术的发展，计算机越来越多地被社会的各个领域用来处理繁多复杂的数据。
计算机中央处理器的处理速度也是随时间突破性地提高；作为人机交互的输入输出设备（外围设备）的种类也在飞速的增加。
但是，处理器的高速处理和各个输入输出设备的低速之间构成了一个严重的矛盾，同时，也必须协调好处理器与各外围设备间不同的工作条件要求。
因而，就必须要用一个电路来连接中央处理器和各个外围设备，来解决处理器和各个外围设备之间存在的矛盾。
接口芯片就起到了这样的作用，它是处理器和各输入输出设备之间的桥梁，使得中央处理器不用因为等待慢速的外围设备输入而浪费时间，也避免由于中央处理器的快速而使数据在外围设备处发生丢失，协调中央处理器和各外围设备的工作条件要求。
本次硬件课程设计课程，是配合上学期《微型计算机原理与接口技术》的教学，也是要让我们能够更深入的认识接口芯片技术以及汇编编程，做到理论和实践相结合。
在课程中，我们选择的设计项目是“可存储式电子琴”：一个简易的电子琴设备。
要求我们利用相关已经学过的和没有学过的芯片连接成一个电子电路，并且通过自己用汇编语言编程，控制设计的电子电路实现电子琴的一些功能，比如：能够对于输入发出相应的单声；能够演奏一小段已经编好了的乐曲。
目录1、设计任务及要求-------------------------------------------------42、需求分析-------------------------------------------------------43、任务分工与合作-------------------------------------------------44、总体方案与说明--------------------------------------------------54.1总体方案---------------------------------------------------54.2电路原理图与说明-------------------------------------------54.3功能模块图 ------------------------------------------------74.4 实验原理 --------------------------------------------------85、硬件框图与说明 ------------------------------------------------85.1 8279芯片介绍----------------------------------------------85.2 8253芯片介绍----------------------------------------------126、软件功能--------------------------------------------------------14 7．软件主要模块流程图-----------------------------------------------147.1高中低音转换程序流程图--------------------------------------147.2预置音乐程序流程图------------------------------------------16 8．源程序清单与注释-------------------------------------------------168.1高中低音转换程序---------------------------------------------168.2预置音乐程序 ------------------------------------------------25 9．问题分析与解决方案-----------------------------------------------32 10．结论与体会 ----------------------------------------------------33 参考文献 ----------------------------------------------------------351.设计任务及要求本次硬件课程设计的任务和要求是利用74LS138、8279、8253、键盘、扬声器及LED七段译码，通过电路设计和电路连接并进行编程实现一个具有可存储音乐功能的电子琴。
✧本次课程设计的目的是完成一个可以存储音乐的电子琴。
✧通过硬件设计熟悉并掌握《微型计算机原理与接口技术》课程中的关于各个芯片的知识和一些具体应用。
✧通过此次硬件课程设计培养自己对于《微型计算机原理与接口技术》课程的兴趣。
✧通过此次硬件课程设计培养动手能力和创新精神，提高解决实际问题的能力。
✧通过此次课程设计培养同伴间彼此配合，彼此合作的能力。
2.需求分析“可存储式电子琴”的设计，首先明确功能的要求，主要是分两方面，一方面是实现电子琴，要能弹能响；能一方面是可存储，即能存储乐曲，能将存储的乐曲演奏出来。
要实现电子琴的能弹能响，我们分析出，音乐的音阶就是将一定频率的脉冲输入到蜂鸣器，而音乐的节拍，就是定时，就是让蜂鸣器能开始工作能结束工作。
弹奏则可以通过实验箱的8279键盘来实现，不同的键盘就相当于电子琴不同的琴键。
通过按不同的键调用不同的子程序，使之发出不同的音阶。
要实现可存储，则要利用实验箱的寄存器，通过编程预先存储一段乐曲，设定一个按键为播放键，按下之后调用寄存器中的音乐子程序，来达到演奏预先存储乐曲的目的。
3.任务分工与合作一个好的团队是完成工作的前提，团队之间需要共同合作，而分工也是更好地完成工作的前提。
这次设计我们小组先经过协商完成功能分析、总体硬件规划、程序总体设计，然后小组成员的分工如下：✧共同进行需求分析，讨论电子琴要实现的功能，讨论总体方案和实现方法。
✧魏佳同学负责相关音乐资料的搜集（包括乐理，乐谱等），8253初值的计算，相关8253和74LS138 I/O输出的程序编写。
预置音乐子程序的编写。
✧丁小芳同学负责8279资料的搜集，键盘键值的确认，8279相关程序的编写。
电路图的绘制，硬件的连线，高中低音转换程序的编写。
✧共同进行源程序的测试、编译和修改。
✧共同进行实验报告的编写和修改（包括相关流程图的绘制）。
4.总体方案与说明4.1总体方案利用实验箱上的74LS138 I/O输出、8279、8253、键盘、扬声器及LED 七段译码等芯片设备，通过正确的连线和编程，实现电子琴的功能。
利用8253产生一定频率和持续时间的信号，不同频率的脉冲送到音响设备从而发出不同的音节。
根据键盘按下的键让对应的琴键发生变化，改变脉冲频率和脉冲持续时间使扬声器发出音调。
预先存放1首曲子，按下播放键则演奏出相应的曲子。
4.2电路原理图与说明4.2.1电路原理图图4.1 电路原理图说明：8253的控制口地址为203H，通道0地址为200H，CLK0连接2MHz，OUT0连接扬声器，8279的控制口地址为212H，数据口地址为210H，8279内部与PC机键盘已连接。
4.2.2实物连接图图4.2 实物连接图4.2.3键盘示意按键说明：1——dou音 2——ruai音 3——mi音4——fa音 5——sao音 6——la音7——xi音 A——低音转换键 B——中音转换键C——高音转换键 D——放音键4.3功能模块图图4.4 功能模块图4.4实验原理使用8279芯片的键盘控制器，通过查看寄存器，读出分别按下不同的键时对应的寄存器值（这里只给出当按下1---7和A、B、C、D键的寄存器值，如表4.1）。
当某一时刻按下一个键的时，可以通过和各键的寄存器值比较来判断按下键。
又每个音阶都有一个确定的频率（如表4.2）可以通过各音阶的对应频率值为8253赋初值，然后输出到音响设备，以产生相应音阶的发音。
在发音过程中，可分别为8253的GATE0端输入0和1来控制开始发音和停止发音。
5.硬件框图与说明5.1 8279芯片介绍5.1.1 8279功能介绍8279 是可编程的键盘、显示接口芯片。
它既具有按键处理功能，又具有自动显示功能，在单片机系统中应用很广泛。
8279内部有键盘 FIFO （先进先出堆栈） /传感器，双重功能的 8*8=64B RAM，键盘控制部分可控制 8*8=64 个按键或 8*8 阵列方式的传感器。
该芯片能自动消抖并具有双键锁定保护功能。
显示 RAM容量为 16*8，最大配置可达 16 位 LED数码显示。
图5.1 8279芯片管脚图5.1.2 8279内部结构图5.2 8279内部结构图5.1.3 8279管脚简介（1）数据线DB0→DB7 是双向三态数据总线，在接口电路中与系统数据总线相连，用以传送 CPU 和8279 之间的数据和命令。
（2）地址线CS=0 选中8279，当 A0=1 时，为命令字及状态字地址；当A0=0 时，为片内数据地址，故 8279芯片占用 2个端口地址。
（3）控制线CLK：8279 的时钟输入线。
IRQ：中断请求输出线，高电平有效。
/RD、/WR：读、写输入控制线。
SL0---SL3：扫描输出线，用来作为扫描键盘和显示的代码输出或直接输出线。
RL0---RL7：回复输入线，它们是键盘或传感器矩阵的信号输入线。
SHIFT：来自外部键盘或传感器矩阵的输入信号，它是 8279 键盘数据的次高位即 D6 位的状态，该位状态控制键盘上/下档功能。
在传感器方式和选通方式中，该引脚无用。
CNTL/S：控制/选通输入线，高电平有效。
键盘方式时，键盘数据最高位（D7）的信号输入到该引脚，以扩充键功能；选通方式时，当该引脚信号上升沿到时，把 RL0---RL7 的数据存入 FIFO RAM 中。
OUTA0---OUTA3：通常作为显示信号的高 4 位输出线。
OUTB0---OUTB3：通常作为显示信号的低 4 位输出线。
/BD：显示熄灭输出线，低电平有效。
当/BD=0 时将显示全熄灭。
5.1.4 8279的工作方式8279 有三种工作方式：键盘方式、显示方式和传感器方式。
（1）键盘工作方式8279 在键盘工作方式时，可设置为双键互锁方式和 N 键循回方式。
双键互锁方式：若有两个或多个键同时按下时，不管按键先后顺序如何，只能识别最后一个被释放的键，并把该键值送入 FIFO RAM中。
N 键循回方式：一次按下任意个键均可被识别，按键值按扫描次序被送入FIFO RAM 中。