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

$M10001001

2.ADD 指令：

$P0010

$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1101ED84 $M0400E005 $M0500B006 $M0601A207 $M07959A01

3.STA指令：$P0020 $M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1201ED89 $M0900E008 $M08028201

4.OUT指令：$P0030

$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1301EDA0 $M2000E021 $M21070A01

5.SUB指令：$P0040

$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050 $M1401EDA2 $M2200E023 $M2300B024 $M2401A226 $M26659A01

6.MOV指令：$P0050

$M00018108 $M0101ed82 $M0200C050

$M15019201

7.INC指令：

$P0060

$M00018108

$M0101ed82

$M0200C050

$M1601A425

$M25019A01

8.DEC指令：

$P0070

$M00018108

$M0101ed82

$M0200C050

$M17002427

$M27F59A01

9.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。本次硬件课程设计主

要分为:

(1) 根据实验线路图连线试验箱，并利用CMPP软件测试试验箱是否连接

正确

(2) 了解微指令，根据流程图编写八个微指令

(3) 根据编写的八个微指令编写测试程序，并在CMPP测试微指令是否

正确

第一个实验主要考验我们的细心，在连线过程中是我们对于实验盒各个模块的不同

了解以及对于硬件连线的熟悉。在连线过程中需要注意一下事项:

所有信号的连线工作必须在实验箱关机断电的情况下进行。

导线头要拉直并按垂直方向插入插孔。

连线完成后要进行检查，确定无误后，方可加电。

多余导线不得乱放在实验箱上，以避免短路。

做完实验后，要将导线垂直拔出。

在运行实验程序前，实验箱上电路连接必须准确无误并且加电。

由于我们组分工明确，且逻辑清晰，所以本次试验很快完成，且一次通过测试。第二个试验是了解微指令，并通过伪指令流程图编写8个微指令。由于在之前组原课程中有学习到微指令微操作，但不甚了解。此次也是根据流程图以及微指令标准格式尝试编写，遇到问题也都向老师提问了解。编写过程还好，但是ADD

最后还得通过测试才算正确。我们组编写了IN STA

SUB JMP

RR

RL RRC 这8 个指令。

第三个试验是根据自己编写的微指令编写相应的测试程序，并且通过CMPP程序测试，通过测试即算完成了。其中有个难题是前面的机器指令，很多次问题并不是处在微指令上，而是处在机器指令上以及地址问题上。通过向老师提问解答，终于搞明白了。并且通过测试，只是最后一个RRC的过程还是有点不甚了解。

通过本次试验加深了我们对微指令微操作的了解，并且对硬件试验有了一定认知，提高了对于微机及硬件试验的兴趣。