一台模型计算机的设计与调试

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synopsys_ic_compiler_介绍、安装、调试和设计流程

synopsys ic compiler 介绍、安装、调试和设计流程加入该小组相关分类：petery (组长) 2007/9/23 顶楼举报一、介绍synopsys ic compiler (v2005.linux)是基于Galaxy设计平台开发的产品。

主要的工具有：LEDALEDA是可编程的语法和设计规范检查工具，它能够对全芯片的VHDL和Verilog描述、或者两者混合描述进行检查，加速SoC的设计流程。

LEDA预先将IEEE可综合规范、可仿真规范、可测性规范和设计服用规范集成，提高设计者分析代码的能力VCSVCS是编译型Verilog模拟器，它完全支持OVI标准的Verilog HDL语言、PLI和SDF。

VCS具有目前行业中最高的模拟性能，其出色的内存管理能力足以支持千万门级的ASIC设计，而其模拟精度也完全满足深亚微米ASIC Sign-Off的要求。

VCS结合了节拍式算法和事件驱动算法，具有高性能、大规模和高精度的特点，适用于从行为级、RTL到Sign-Off等各个阶段。

VCS已经将CoverMeter中所有的覆盖率测试功能集成，并提供VeraLite、CycleC等智能验证方法。

VCS和Scirocco也支持混合语言仿真。

VCS和Scirocco都集成了Virsim图形用户界面，它提供了对模拟结果的交互和后处理分析。

SciroccoScirocco是迄今为止性能最好的VHDL模拟器，并且是市场上唯一为SoC验证度身定制的模拟工具。

它与VCS 一样采用了革命性的模拟技术，即在同一个模拟器中把节拍式模拟技术与事件驱动的模拟技术结合起来。

Scirocco的高度优化的VHDL编译器能产生有效减少所需内存，大大加快了验证的速度，并能够在一台工作站上模拟千万门级电路。

这一性能对要进行整个系统验证的设计者来说非常重要。

VeraVera验证系统满足了验证的需要，允许高效、智能、高层次的功能验证。

计算机体系结构期末试题-湖南城市学院

题一11．计算机系统结构的层次结构由高到低分别为应用语言机器级，高级语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级12．计算机系统弗林(Flynn)分类法，把计算机系统分成单指令流单数据流(SISD)、单指令流多数据流(SIMD)、多指令单数据流和多指令多数据流四大类。

13．透明指的是客观存在的事物或属性从某个角度看不到，它带来的好处是简化某级的设计，带来的不利是无法控制。

22．数据结构和数据表示之间是什么关系？确定和引入数据表示的基本原则是什么？数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。

数据结构反映各种数据元素或信息单元之间的结构关系。

数据结构要通过软件映象变换成机器所具有的各种数据表示实现，所以数据表示是数据结构的组成元素。

（2分）不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持，表现在实现效率和方便性不同。

数据表示和数据结构是软件、硬件的交界面。

（2分）除基本数据表示不可少外，高级数据表示的确定和引入遵循以下原则：（1）看系统的效率有否提高，是否减少了实现时间和存储空间。

（2）看引入这种数据表示后，其通用性和利用率是否高。

15．引入数据表示的两条基本原则是：一看系统的效率有否提高；二看数据表示的通用性和利用率是否高。

13．计算机组成指的是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。

计算机实现指的是计算机组成的物理实现，。

21、软件和硬件在什么意义上是等效的?在什么意义上是不等效的?逻辑上等效，性能、价格、实现难易程度上不一样。

22．说明翻译和解释的区别和联系.区别：翻译是整个程序转换，解释是低级机器的一串语句仿真高级机器的一条语句。

联系：都是高级机器程序在低级机器上执行的必须步骤。

19．计算机系统结构也称计算机体系结构，指的是传统机器级的系统结构。

它是软件和硬件/固件的交界面，是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的机器物理系统的抽象。

四层电梯模型PLC控制系统的设计与调试

四层电梯模型PLC控制系统的设计与调试摘要：电梯控制系统对于每一个电梯的平稳安全是至关重要的，传统的电梯电气控制系统是一种继电器控制系统，具有电路复杂，故障高和可靠性差等特点，大大影响了电梯的运行质量。

而PLC控制可靠性高，设计方便灵活，运行稳定，本文介绍了四层电梯plc控制系统的基本结构，控制原理和实现方法，结果表明，经过PLC技术改进的居民楼中继电器控制电梯的电器控制系统运行可靠，维护方便。

关键词：四层电梯模型工作模式PLC 设计一引言电梯在人民的生活中有着广泛的应用，做为高层建筑物垂直运行的交通工具与人民的生活密不可分。

电梯实际上是根据外部呼叫和自身规律运行的，是人机交换式的控制系统。

单纯用顺序控制或者逻辑控制是不可以满足控制要求的。

传统的电梯电气控制系统是一种继电器控制系统，具有电路复杂，故障高和可靠性差等特点，大大影响了电梯的运行质量；PLC是集成计算机控制、自动控制技术、通信技术为一体的新型自动控制装置。

它的编程软件采用易学易懂的梯形图语言，控制灵活方便，抗干扰能力强，运行稳定可靠，由可编程控制器（PLC）实现信号采集与控制已经成为目前应用最广泛的电梯控制方案。

二总体设计要求本文以一个四层电梯模型PLC控制系统为例，分为有司机、无司机、消防三种工作模式实施控制。

主要具备以下功能：（1）自动响应层楼召唤信号（含上召唤和下召唤）。

（2）自动响应轿厢服务指令信号。

（3）自动完成轿厢层楼位置显示（二进制方式）。

（4）自动显示电梯的运行方向。

（5）具有电梯直达功能和反向最远停站功能。

三硬件设计1、电力驱动系统电力驱动系统主要包括：电梯轿厢，牵引电动机，制动机构和相关的开关电路。

2、信号系统电梯的控制信号大多是由PLC实现的。

输入信号有：运行模式信号，操作控制信号，轿厢指令信号，厅门呼梯信号等。

电梯系统的所有控制功能都是由PLC程序完成的。

图1中显示了电梯的PLC控制系统框图图1 电梯模型PLC控制系统结构图四软件设计1、I/O端口分配由于呼叫时间、呼叫地点、乘客目的地的随机性质，电梯控制系统是一个典型的实时、随机逻辑控制系统。

(完整word版)CPU与简单模型机设计实验

图5-1-1 基本CPU 构成原理图除了程序计数器（PC）,其余部件在前面的实验中都已用到，在此不再讨论。

系统的程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）集成在一片CPLD 芯片中 .CLR 连接至CON 单元的总清端CLR,按下CLR 按钮，将使PC 清零，LDPC 和T3 相与后作为计数器的计数时钟,当LOAD为低时，计数时钟到来后将CPU 内总线上的数据打入PC。

如图5-1—2所示。

图5-1—2 程序计数器（PC）原理图本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令JMP,共有五条指令:IN （输入）、ADD(二进制加法)、OUT（输出)、JMP（无条件转移），HLT(停机）,其指令格式如下（高４位为操作码)：其中JMP 为双字节指令,其余均为单字节指令，＊**＊＊＊＊*为addr 对应的二进制地址码。

微程序控制器实验的指令是通过手动给出的，现在要求CPU 自动从存储器读取指令并执行。

根据以上要求，设计数据通路图,如图5—1—3 所示。

本实验在前一个实验的基础上增加了三个部件,一是PC（程序计数器），另一个是AR(地址寄存器），还有就是MEM（主存）。

因而在微指令中应增加相应的控制位，其微指令格式如表5-1—1 所示.图5—1-3 数据通路图表5—1-1 微指令格式系统涉及到的微程序流程见图5-1—4 所示，当拟定“取指”微指令时，该微指令的判别测试字段为P<1〉测试。

指令译码原理见图3—2-3 所示，由于“取指"微指令是所有微程序都使用的公用微指令，因此P<1〉的测试结果出现多路分支。

本机用指令寄存器的高6 位(IR7—IR2）作为测试条件，出现５路分支，占用５个固定微地址单元，剩下的其它地方就可以一条微指令占用控存一个微地址单元随意填写,微程序流程图上的单元地址为16 进制。

图5-1-4 简单模型机微程序流程图当全部微程序设计完毕后,应将每条微指令代码化,表5-1-2 即为将图5-1—4 的微程序流程图按微指令格式转化而成的“二进制微代码表”。

微型计算机控制系统的设计方法与步骤

越限计数器加1 越限 N 次否? 是上限报警清越限标志
否
否
本次越限标志送
5FH
清零 5EH 单元
上限处理
6-6 T0
图中断服务程序流程图
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.. .
键盘与显示
过零信号发生器
MC 14528
LM311
~220V
..
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.
74LS00TI光耦L117驱动器
加热丝
.
变送器
热电偶
图6-2 电阻炉炉温控制系统原理图
1. 检测元件及变送器
检测元件选用镍铬-镍铝热电偶，分度号为 EU，适用于0℃~1000℃的温度测量范围，相应输出电压为0mV~41.32mV。
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6.3.3 控制系统程序设计
开始
6-5
1.
设定堆栈指针
开始
主
清标志和暂存单元
图
程序
T 1 中断程序
清显示缓冲区
主程
清标志D5H
序
T 0 初始化
流
开CPU中断
程
停止输出
图
扫描键盘返回
温度显示
T 1 中断服务程序
2. T0中断服务程
T0中断服务程序是此系统的主体程序，用于启动A/D转换、读入采样数据、数字滤波、越限温度报警和越限处理、大林算法计算和输出可控硅的同步触发脉冲等。在T0中断服务程序中，要用到一系列子程序。如：采样子程序、数字滤波子程序、越限处理程序、大林算法程序、标度变换程序和温度显示程序等。T0中断服务程序流程图如图6-6所示。

程序调试及实验总结

程序调试及实验总结本文介绍了程序调试的基本方法及实验过程，包括断点调试、日志输出、调试工具的使用等，并对实验结果进行了总结和分析。

下面是本店铺为大家精心编写的4篇《程序调试及实验总结》，供大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助。

《程序调试及实验总结》篇1引言程序调试是软件开发过程中必不可少的一环，目的是找出程序中存在的错误或问题，并加以修复，以确保程序的正确性和稳定性。

实验是程序调试的重要手段之一，通过实验可以验证程序的正确性，找出程序中存在的问题，进而进行调试和优化。

程序调试的基本方法断点调试是一种常见的程序调试方法，可以通过在代码中设置断点，使程序在执行到该位置时停止运行，以便观察程序执行过程中的变量值、内存信息等。

断点调试可以通过集成开发环境 (IDE) 或命令行调试器等方式实现。

日志输出是另一种常用的程序调试方法，通过将程序执行过程中的关键信息输出到日志文件或控制台，以便开发人员进行分析和调试。

日志输出可以通过打印语句、日志库等方式实现。

调试工具是程序调试的重要辅助工具，可以提供更加丰富的调试功能和工具。

例如，内存分析工具可以帮助开发人员查找内存泄漏问题，网络调试工具可以帮助开发人员调试网络程序等。

实验总结本次实验旨在通过编写程序并进行调试，掌握程序调试的基本方法和工具使用。

实验过程中，我们首先介绍了断点调试和日志输出的基本方法，并使用实际程序进行了演示。

然后，我们介绍了调试工具的使用，包括内存分析工具和网络调试工具等。

通过实验，我们发现程序调试是一个复杂而繁琐的过程，需要耐心和细心。

同时，我们也发现程序调试是一项重要的工作，可以有效提高程序的正确性和稳定性。

最后，我们总结出程序调试的基本原则，包括从小到大、从简单到复杂、从上到下等，这些原则可以帮助我们更加高效地进行程序调试。

总结本文介绍了程序调试的基本方法及实验过程，包括断点调试、日志输出、调试工具的使用等，并对实验结果进行了总结和分析。

计算机体系结构仿真

计算机体系结构仿真计算机体系结构仿真是一种重要的方法，用于研究和分析计算机系统的性能、可靠性、功耗等方面的问题。

通过仿真模拟计算机系统的运行过程，可以提供有关系统的关键指标，为优化设计和性能评估提供参考。

本文将介绍计算机体系结构仿真的基本原理、应用领域以及发展趋势。

一、计算机体系结构仿真的基本原理计算机体系结构仿真是通过模拟计算机系统中的各个组件和事件，来研究和评估系统性能的一种方法。

它基于对计算机硬件、软件、通信网络等各个方面的描述和建模，通过仿真计算和统计分析，得出系统的性能指标和评估结果。

计算机体系结构仿真的主要原理包括：1. 模型建立：将计算机系统中的各个组件和事件建立数学模型，并进行参数化描述。

模型可以分为物理模型和逻辑模型两种。

物理模型描述硬件组件的特性和行为，逻辑模型描述软件和通信网络的行为。

2. 仿真执行：根据建立的模型，通过编写仿真程序，模拟计算机系统的运行过程。

仿真程序可以分为离散事件仿真和连续仿真两种。

离散事件仿真按事件驱动的方式模拟系统中的各个事件，连续仿真则通过对系统的状态进行持续更新来模拟系统的行为。

3. 数据统计：仿真程序根据系统的行为和事件模拟结果，进行数据采集和统计分析。

通过对采集的数据进行处理和计算，得出系统的性能指标和评估结果。

常见的性能指标包括响应时间、吞吐量、资源利用率等。

二、计算机体系结构仿真的应用领域计算机体系结构仿真在许多领域都有广泛的应用，下面主要介绍几个常见的应用领域。

1. 性能评估和优化：通过仿真计算系统的性能指标，可以对计算机体系结构进行评估和优化。

例如，在设计新的处理器或者存储系统时，可以使用仿真来比较不同设计方案的性能差异，并选择最优方案。

2. 可靠性分析：计算机系统的可靠性是评估系统故障率和失效概率的重要指标。

通过仿真模拟系统的运行过程，可以得出系统的可靠性指标，并进行可靠性分析和可靠性改进。

3. 软件调试和验证：仿真可以用于软件调试和验证的任务。

复杂模型机实验实验报告（共9篇）

复杂模型机实验实验报告(共9篇)_复杂模型机实验报告计算机组成原理实验报告实验题目：一台模型计算机的总体设计之复杂模型机设计实验目的：(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，构造一台复杂模型计算机，建立一台基本完整的整机。

(2)为其定义至少五条机器指令，并编写相应的微程序，通过联机调试，观察计算机执行指令：从取指令、指令译码、执行指令等过程中数据通路内数据的流动情况，进一步掌握整机概念。

实验设备TDN-CM+教学实验系统一套、微型计算机一台、排线若干。

实验原理：(1)数据格式及指令系统：①数据格式模型机规定数据采用定点整数补码表示，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－27 ≤X≤27－1 ②指令格式模型机设计4大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O 指令、访问及转移指令和停机指令。

A．算术逻辑指令设计九条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直接寻址，其格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RS为源寄存器，RD为目标寄存器，并规定：九条算术逻辑指令的助记符、功能和具体格式见表5.2－1。

B.访问及转移指令：模型机设计两条访问指令，即存数(STA)、取数(LDA)，两条转移指令，即无条件转移(JMP)、结果为零或有进位转移(BZC)，指令格式如下：其中，OP－CODE为操作码，RD为目的寄存器地址(LDA、STA 指令使用)。

D为位移量(正负均可)，M为寻址模式，其定义如下：本模型机规定变址寄存器RI指定为寄存器R2。

C．I/O指令：输入(IN)和输出(OUT)指令采用单字节指令，其格式如下：其中，addr=01时，选中“INPUT DEVICE”中的开关组作为输入设备，addr=10时，选中“OUTPUT DEVICE”中的数码块作为输出设备。

D．停机指令：停机指令格式如下：HALT指令，用于实现停机操作。

③指令系统：本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令七条，移位指令两条，访问内存指令和程序控制指令四条，输入/输出指令两条，其它指令一条。

基本模型机的设计与实现

基本模型机的设计与实现1.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、为其定义五条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试，掌握整机软硬件组成概念。

2.设计内容2.1设计原理部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。

这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。

2.1.1有关微控制器部分的介绍微程序控制电路：微程序控制器的组成见图10，其中控制存储器采用3片2816的E2PROM，具有掉电保护功能，微命令寄存器18位，用两片8D触发器(74273)和一片4D(74175)触发器组成。

微地址寄存器6位，用三片正沿触发的双D触发器(7474)组成，它们带有清“0”端和预置端。

在不判别测试的情况下，T2时刻打入微地址寄存器的内容即为下一条微指令地址。

当T4时刻进行测试判别时，转移逻辑满足条件后输出的负脉冲通过强置端将某一触发器置为“1”状态，完成地址修改。

在该实验电路中设有一个编程开关(位于实验板右上方)，它具有三种状态：PROM (编程)、READ(校验)、RUN(运行)。

当处于“编程状态”时，实验者可根据微地址和微指令格式将微指令二进制代码写入到控制存储器2816中。

当处于“校验状态”时，可以对写入控制存储器中的二进制代码进行验证，从而可以判断写入的二进制代码是否正确。

当处于“运行状态”时，只要给出微程序的入口微地址，则可根据微程序流程图自动执行微程序。

图中微地址寄存器输出端增加了一组三态门，目的是隔离触发器的输出，增加抗干扰能力，并用来驱动微地址显示灯。

微指令格式：上图为地址转移逻辑电其中UA5--UA0为6位的后续微地址，A，B，C为三个译码字段，分别由三个控制位译码出多个微命令。

ProteusVSM仿真模型设计与实现

ProteusVSM仿真模型设计与实现2019-08-10在模拟仿真⼯程中，Proteus系统使⽤较为⼴泛。

利⽤ProteusVSM在仿真中可以有效的提⾼电⼦设备的使⽤效率，同时对于软件的实⽤性能有很⼤的提⾼。

在本⽂中详细的介绍了在编程软件的帮助下，对ProteusVSM系统进⾏调试，并在VSM模块的模拟下进⾏的实践过程。

【关键词】ProteusVSM 仿真模型设计⽅案在计算机技术⼀代⼀代的更新的过程中，仿真技术⼀直被⼈们⼴泛的使⽤，并将这些技术扩展到多个⾏业当中。

现有的Proteus作为⼀种较为新型的仿真多功能模拟⼯具，可以对于电⼦相关元件的模拟提⾼⼀个等级，同时可以促进电⼦信息技术的提⾼。

在现有的Proteus仿真设计包括有ACM7、839V、POC、Moror等，在不同的逻辑分析情况下，对于信号进⾏激励，并将Proteus中的VSM形成编辑程序，利⽤代码将环境进⾏模拟。

⽤这样的⽅式可以在单⽚机的控制下，对电路的整体使⽤有更好的调控作⽤。

其中，对于Proteus中的VSM仿真模型要进⾏合理的设计，并在实际的⼯程中实现。

1 Proteus系统中VSM的使⽤原理分析Proteus中的VSM主要作⽤是形成⼀定的数据扩展作⽤，在原有的模块当中系统的增加的选择性。

其中模块的类型包括：电路信息模块和图像显⽰模块。

在对于电路信息模型的模拟当中，⾸要是对于电路的特性进⾏分析，根据不同的运⾏状态和运⾏时间来对参数进⾏量化，并由图像显⽰模模块进⾏图像的显影。

显⽰的图象在仿真模拟的阶段可以进⾏⼈机交流。

在VSM元件中，实现电路模型的模拟。

通常情况下，在Proteus电⼦系统的仿真操作中会出现应⽤程序与配件的代码⽆法兼容的情况，导致这样情况的发⽣⼀般的解决办法是在模拟⾯板和仿真器的代码同时修改为相同的进制，并在电路中增加新的调试装置，还有⼀种⽅式是将原有的设计系统不做任何的改变移⾄模拟器当中。

Proteus是⼀种C语⾔模式下的操作平台，⽤户可以根据需要在界⾯中选取不同的通信⽅式，以抽象的原理在图形显⽰模块中标⽰出来，并根据系统函数来将VSM⾃动成成的模型系统相互结合，以达到图像显⽰和操作界⾯的⼀体化。

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11.整机逻辑框图设计12.指令系统的设计23．微操作控制部件的设计54．设计组装实验计算机接线表135．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151.调试前准备152.程序调试过程163.程序调试结果164.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LR0LR1LR2寄存器AxBxCxR0-GR1-GR2-G数据总线（D_BUS）ALU-GALUMCNS3S2S1S0暂存器LT1暂存器LT2LDR1LDR2移位寄存器MS1S0G-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LPCPC-G程序计数器LOADLAR地址寄存器存储器6116CEWE输出设备D-GW/RCPU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。

存储器部分由两片6116构成16位存储器，地址总线只有低八位有效，因而其存储空间为00H--FFH。

输出设备由底板上的四个LED数码管及其译码、驱动构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据总线的数据送入数码管显示。

TEC-5计算机组成原理实验20060310

R2
R3 R0 R1 R2、R3 RAM[R1]
60H
61H
05H
06H 07H 08H 09H TEC-5
SUB R0,R3
STA R0,[R1] OUT R0 OUT R1 STP
1CH
34H 70H 74H 60H
运行结果
计算机科学与技术学院系统结构实验室
42
数据通路总体图
TEC-5
计算机科学与技术学院系统结构实验室
TEC-5
计算机科学与技术学院系统结构实验室
29
实验任务
分别将RAM的0AAH单元数据写入R0，
55H单元数据写入R1，0F0H单元数据写R2， 0FH单元数据写入R3。然后将R0-R3中的数据读出，验证数据的正确性，并记录数据。演示
TEC-5
计算机科学与技术学院系统结构实验室
30
实验要求
注意:接线表中TJ是时序电路中的TJ,不
是控制器中的TJ(该TJ由控制器产生,不能接输入信号),千万不要接错。
计算机科学与技术学院系统结构实验室
45
TEC-5
实验任务
观察时序信号的波形置DP=0, DB=0。先按CLR#按钮复位,再按
QD按钮。则时序部分开始不停地运动,直到按CLR#按钮为止。用双踪示波器观察 MF, T1-T4, W1-W3信号。观察的方法是同时观察两路信号,以便于比较相位。可按下述顺序进行观察：MF和T1,T1和T2， T2和T3, T3和T4, T1和W1, W1和W2, W2 和W3。根据观察的结果，可绘出波形图。
41
设计验收程序
RAM地址 00H 01H 02H 机器指令 LDA R0,[R2] LDA R1,[R3] ADD R0,R1 机器码 RAM地址 48H 4DH 04H 60H 61H 寄存器预置数据 24H 60H

计算机组成原理TEC-4实验手册(含实验步骤)完整6个实验-三个程序设计

7．地址寄存器AR1和AR2
地址寄存器AR1（U37）和AR2（U27、U28）提供双端口存储器的地址。AR1是1片GAL22V10，具有加1功能，提供双端口存储器左端口的地址。AR1从数据总线DBUS接收数据。AR1的控制信号是LDAR1和AR1_INC。当AR1_INC = 1时,在T4的上升沿，AR1的值加1；当LDAR1 = 1时,在T4的上升沿，将数据总线DBUS的数据打入地址寄存器AR1。AR2由2片74HC298组成，有两个数据输入端，一个来自程序计数器PC，另一个来自数据总线DBUS。AR2的控制信号是LDAR2和M3。M3选择数据来源，当M3 = 1时，选中数据总线DBUS；当M3 = 0时，选中程序计数器PC。LDAR2控制何时接收地址，当LDAR2 = 1时，在T2的下降沿将选中的数据源上的数据打入AR2。
一、TEC—4计算机组成原理实验系统特点
1．计算机模型简单、实用，运算器数据通路、控制器、控制台各部分划分清晰。
2．计算机模型采用了数据总线和指令总线双总线体制，能够实现流水控制。
3．控制器有微程序控制器或者硬布线控制器两种类型，每种类型又有流水和非流水两种方案。
4．寄存器堆由1片ispLSI1016组成，运算器由1片ispLSI1024组成，设计新颖。
1．运算器ALU
运算器ALU由一片ispLSI1024（U47）组成，在选择端S2、S1、S0控制下，对数据A和B进行加、减、与、直通、乘五种运算,功能如下：
表1运算器功能表
选择
操作
S2
S1
S0
0
0
0
A & B
0
0
1
A & A（直通）
0
1
0
A + B

工业机器视觉系统的设计与调试技巧

工业机器视觉系统的设计与调试技巧工业机器视觉系统是一种利用计算机视觉技术实现自动检测、识别和控制的系统。

它具有高效、准确、稳定的特点，广泛应用于生产线上的质量控制、产品追踪和数据采集等方面。

在设计和调试工业机器视觉系统时，有一些关键技巧需要注意，以确保系统能够正常运行并获得高质量的检测结果。

首先，在设计工业机器视觉系统时，需要充分了解产品的特点和检测要求。

这包括了解产品表面的材料、颜色、形状等特征，以及需要检测的缺陷类型和大小等。

只有充分了解产品和检测要求，才能选择合适的光源、相机、镜头和算法，并进行系统的参数配置。

其次，光源的选择对工业机器视觉系统的性能起着至关重要的作用。

适当的光源能够提供明亮、均匀的照明条件，减少阴影和反射，并增强图像的对比度和细节。

常见的光源包括LED光源、荧光灯、激光等。

在选择光源时，需要注意光源的颜色温度、亮度、照射角度等参数，并根据实际情况进行调整和优化。

相机的选择和配置也是工业机器视觉系统设计的关键步骤。

在选择相机时，需要考虑分辨率、动态范围、噪声水平等因素。

较高的分辨率可以提供更多的图像细节，而较宽的动态范围可以处理高对比度的图像，减少过曝和欠曝现象。

在相机配置方面，需要设置合适的曝光时间、增益、白平衡等参数，以获得清晰、准确的图像。

镜头的选择也很重要，它决定了图像的视场角、焦距和深度。

在选择镜头时，需要根据应用需求考虑图像的视场大小、工作距离和检测精度。

广角镜头适合用于大视场的检测，而长焦镜头适合用于远距离或高精度的检测任务。

此外，还需注意折射率、透光率和抗反射涂层等参数，以减少图像失真和干扰。

在设计和调试工业机器视觉系统时，图像处理算法的优化也是非常重要的一环。

合适的算法可以提高系统的检测速度和准确率。

常见的图像处理算法包括边缘检测、二值化、滤波、形态学变换等。

在选择算法时，需要根据实际需求进行调整和优化，适当增加滤波器、调整阈值等参数，并进行多次实验和反复调试，以获得满足要求的结果。

8位CPU的设计

8位CPU的设计一、设计的任务与要求计算机的核心部件CPU通常包含运算器和控制器两大部分。

组成CPU的基本部件有运算部件，寄存器组，微命令产生部件和时序系统等。

这些部件通过CPU内部的总线连接起来，实现它们之间的信息交换。

1.设计目的（1）．深入理解基本模型计算机的功能、组成知识；（2）．深入学习计算机各类典型指令的执行流程；（3）．学习微程序控制器的设计过程和相关技术，掌握LPM_ROM的配置方法。

（4）．在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将单元电路组成系统，构造一台基本模型计算机。

（5）．定义五条机器指令，并编写相应的微程序，上机调试，掌握计算机整机概念。

掌握微程序的设计方法，学会编写二进制微指令代码表。

（6）．通过熟悉较完整的计算机的设计，全面了解并掌握微程序控制方式计算机的设计方法。

2.设计原理在部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本实验将能在微过程控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定的功能。

实验中，计算机数据通路的控制将由微过程控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一个微程序。

11该CPU 主要由算术逻辑单元ALU，数据暂存寄存器DR1、DR2，数据寄存器R0～R2，程序计数器PC，地址寄存器AR,程序/数据存储器MEMORAY，指令寄存器IR，微控制器uC，输入单元INPUT 和输出单元OUTPUT 所组成。

图中虚线框内部分包括运算器、控制器、程序存储器、数据存储器和微程序存储器等，实测时，它们都可以在单片FPGA 中实现。

虚线框外部分主要是输入/输出装置，包括键盘、数码管、LCD 显示器等，用于向CPU 输入数据，或CPU 向外输出数据，以及观察CPU 内部工作情况及运算结果。

二、单元电路设计1、运算部件运算部件的任务是对操作数进行加工处理。

主要由三部分组成：(1) 输入逻辑。

项目教学在《计算机控制系统的设计与调试》课程中的应用

气动、电动、传感器、电机驱动与运动控制、电子电路、现场总
在每一个项目中进行思路拓展有助于帮助学生发散思维、更好的组织和运用所学专业课知识。将一个项目“ 由简
到繁” 进行引导，学生在学习的过程中能力和思维能得到最
大限度的发挥，在完成一个项目后学生的成就感和自信心空前高涨，因此能更加积极地投入到学习中。
是注重项目完成的中间过程，例如主动学习的情况、分析问题解决问题的能力、团队协作精神等。
（）注意的一些问题四应第一，目教学的内容应该按照学生的认知水平和认矢项 “
规律、由浅入深的层次递进；二，目在实施过程中，第项教师和学生都参与项目，同创新、同完成。教师要体现“ 共共指导 ’ ’ 的作用，让学生以自我为主体参与项目学习；还可以有意识的
机械手能模仿人手和手臂的某些动作功能，以抓取、用搬
运物品或操作工具，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工
和核工业等部门，是工业控制系统中常见的组成结构。本项
决定下一个动作而不是时间。教师可以引导学生将开环系统
改为闭环系统，比较两种系统的优劣。并３从系统选用的控制器上改进。一个系统工程中的控制．
养学生职业素质，锻炼学生的方法与社会能力。因此，本门课程以“ 运机械手、动大门、搬电水箱水位控
每一个项目完结时，学生按小组总结本次项目实训的情

计算机组成原理组成课程设计

计算机组成原理组成课程设计文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]计算机组成原理课程设计报告设计题目:中央处理器--微程序控制器设计院系：计算机科学与技术学院班级： 2012级4班设计者：指导教师：吴戴明设计时间：目录一、课题分析通过计算机组成原理理论课和几次实验的学习，编写相应的微程序，完成由基本单元电路构成一台基本模型机，再经过调试指令和模型机使其在微程序的控制下自动产生各部件单元的正常工作控制信号。

在设计基本模型机的实验基础上，完成这次的课程设计。

这次的课程设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。

这里，计算机数据通路的控制将由微程序控制器来完成，CPU从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期，全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一条微程序。

、设计目的计算机组成与结构课程设计是“计算机组成与结构”课程的后续设计性课程，通过设计一台模型计算机，使学生更好地理解计算机组成与结构课程的基本内容，掌握计算机设计与实现的基本方法，培养学生实验动手能力和创新意识，为以后进行计算机应用系统的设计与开发奠定基础。

、设计任务设计一个8位模型计算机系统，包括运算器，微程序控制器，存储器,简单输入／输出接口和设备。

在计算机组成原理与系统结构实验系统上搭建模型计算机系统，完成运算器、微程序控制器的设计调试任务，并用所设计的指令系统编写一个实现简单功能的程序，在搭建的模型机系统上输入、调试和运行程序。

最后总结实验结果，完善所设计的模型机系统方案和电路图，写出完整的设计报告。

、课程设计题目分析基于我们对简单和复杂模型机的理解和实验，我们对课程设计分析1.3.1、课题设计准备⑴、确定设计目标确定所设计计算机的功能和用途。

⑵、确定指令系统确定数据的表示格式、位数、指令的编码、类型、需要设计哪些指令及使用的寻址方式。

确定相对应指令所包含的微操作。

计算机控制系统的设计步骤

计算机控制系统的设计步骤1. 研究被控对象、确定控制任务在进行系统设计之前，首先应该调查、分析被控对象及其工作过程，熟悉其工艺流程，并根据实际应用中存在的问题提出具体的控制要求，确定所设计的系统应该完成的任务。

最后，采用工艺图、时序图、控制流程等描述控制过程和控制任务，确定系统应该达到的性能指标，从而形成设计任务说明书，并经使用方的确认，作为整个控制系统设计的依据。

2. 确定系统总体控制方案一般设计人员在调查、分析被控对象后，已经形成系统控制的基本思路或初步方案。

一旦确定了控制任务，就应依据设计任务书的技术要求和已作过的初步方案，开展系统的总体设计。

总体设计包括以下内容：⑴确定系统的性质和结构根据系统的任务，确定系统的性质是数据采集处理系统，还是对象控制系统。

如果是对象控制系统，还应根据系统性能指标要求，决定采用开环控制，还是采用闭环控制。

⑵确定执行机构方案根据被控对象的特点，确定执行机构采用什么方案，比如是采用电机驱动、液压驱动还是其他方式驱动，应对多种方案进行比较，综合考虑工作环境、性能、价格等因素择优而用。

⑶控制系统总体“黑箱”设计所谓“黑箱”设计，就是根据控制要求，将完成控制任务所需的各功能单元、模块以及控制对象，采用方块图表示，从而形成系统的总体框图。

在这种总体框图上，只能体现各单元与模块的输入信号、输出信号、功能要求以及它们之间的逻辑关系，而不知道“黑箱”的具体结构实现；各功能单元既可以是一个软件模块，也可以采用硬件电路实现。

⑷控制系统层次以及硬件、软件功能划分根据控制要求、任务的复杂度、控制对象的地域分布等，确定整个系统是采用直接数字控制(DDC)、还是采用计算机监督控制(SCC)，或者采用分布式控制，并划分各层次应该实现的功能。

同时，综合考虑系统的实时性、整个系统的性能价格比等，对硬件和软件功能进行划分，从而决定哪些功能由硬件实现，哪些功能由软件来完成。

在总体方案设计完成后，形成了系统组成的粗线条框图结构、硬件与软件划分等文件，供详细设计使用。

简单模型机实验报告

简单模型机实验报告篇一：模型机实验报告HUNAN UNIVERSITY课程实习报告题目：模型机学生姓名学生学号 XX0801328专业班级计算机科学与技术（3）班指导老师方恺晴完成日期 XX.5.28思考题：1. 给定一个复合运算式子以及指令码IR[7..5]与八位BUS总线对应情况。

要求写出七条指令新的指令码并写出复合运算执行mif文件。

修改模型机电路调试程序以实现复合运算。

例：已知A=55H，B=8AH，C=F0H；IR[7..5]对应BUS8,BUS1,BUS3；写出(Aplus/B)^(/(/CplusB))的mif文件，并在模拟机上实现。

答：模拟机电路修改如下：存储器预设指令重设：计算结果：(A+/B)^(/(/C+B))=42H2. Microcomputer.vhd代码中进程ct1，ct2，ct3，ct4功能划分依据是什么？ct1：微序列控制器下址跳转。

ct2：实现各种指令，主要集中在实现从存储器或者寄存器释放数据到总线上。

ct3：完成各种指令，从总线上装载数据到相应的存储器或者寄存器中。

ct4：生成下址，判断下址生成方式，根据不太那个的方式生成下址。

3. Microcomputer.vhd代码中如何定义并初始化RAM？type ram is array(0 to 37)of std_logic_vector(7 downto 0); --38*8ramsignal ram8:ram:=(x”20”, x”1e”, x”80”, x”40”, x”20”, x”20”, x”1d”, x”c0”, x”20”, x”40”, x”21”, x”20”, x”1f”, x”80”, x”40”, x”22”, x”20”, x”1e”, x”c0”, x”22”, x”80”, x”e0”, x”21”, x”40”, x”23”, x”60”, x”23”, x”a0”, x”00”, x”55”, x”8a”, x”f0”,others=>x”00”) –initialize ram44. Microcomputer.vhd代码中bus_reg_t2 将ram8存储器中对应于ar中地址单元的数据取出来放到bus_reg_t2寄存器中。