COP2000實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼兩位乘

1、沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 -目目 錄錄第第 1 章章 總體設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)方案.11.1 設(shè)計(jì)原理.11.2 設(shè)計(jì)思路.11.3 設(shè)計(jì)環(huán)境.1第第 2 章章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案詳細(xì)設(shè)計(jì)方案.42.1 算法與程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).42.2 流程圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).5第第 3 章章 程序調(diào)試與結(jié)果測(cè)試程序調(diào)試與結(jié)果測(cè)試.93.1 程序調(diào)試.9列舉出調(diào)試過(guò)程中存在的問(wèn)題.93.2 程序測(cè)試及結(jié)果分析.9參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).10附附 錄（源代碼）錄（源代碼）.11沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 1 章 總體設(shè)計(jì)方案-0-第 1 章 總體設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)原理在計(jì)算機(jī)中，二進(jìn)制的基本算術(shù)運(yùn)算多是采用補(bǔ)碼進(jìn)

2、行的。本次課設(shè)的補(bǔ)碼兩位乘是根據(jù)補(bǔ)碼一位乘推導(dǎo)出來(lái)，補(bǔ)碼兩位乘可以使用和補(bǔ)碼一位乘類(lèi)似的硬件，而計(jì)算速度接近補(bǔ)碼一位乘的兩倍。本次課設(shè)需要構(gòu)造補(bǔ)碼兩位乘規(guī)則表，計(jì)算中可以根據(jù)查表依次運(yùn)算下去。表 1 補(bǔ)碼兩位乘規(guī)則表Yn+1YnYn-1Yn+1+Yn-2Yn-1操作0000部分積+0，右移 2 位001-2部分積加 2-X補(bǔ)，右移兩位0101部分積+X補(bǔ)，右移兩位011-1部分積+-X補(bǔ)，右移兩位1001部分積+X補(bǔ)，右移兩位101-1部分積+-X補(bǔ)，右移兩位1102部分積+2X補(bǔ)，右移兩位1110部分積+0，右移兩位1.2設(shè)計(jì)思設(shè)計(jì)思路路（1）被乘數(shù) X，乘數(shù) Y 均以補(bǔ)碼形式參加運(yùn)算，乘法

3、的每一步對(duì)乘數(shù)的兩位進(jìn)行，即右移兩位。（2）乘數(shù)Y在計(jì)算時(shí)采用兩位符號(hào)位，初始附加位添一個(gè) 0。（3）被乘數(shù)X在計(jì)算時(shí)采用三位符號(hào)位。（4）部分積初始為 0，計(jì)算過(guò)程中采用三位符號(hào)位。（5）每一步計(jì)算，按照乘數(shù)的最低三位的值查找操作規(guī)則表 1，根據(jù)上一步的部分積和規(guī)則表的操作，計(jì)算本步的部分積。（6）每步操作后，將部分積和乘數(shù)右移兩位，乘數(shù)右移后，原來(lái)的最低兩位被移除出舍棄，其余各位位權(quán)依次下降。重復(fù)（4） ，但最后一步操作不右移。1.3設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)環(huán)境利用偉福 COP2000 型計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)儀軟件和計(jì)算機(jī)，在 COP2000 實(shí)驗(yàn)儀軟件上編程實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼兩位乘。偉福 COP2000 實(shí)驗(yàn)儀

4、軟件的指令集分為如下大類(lèi)：算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、移位指令、數(shù)據(jù)傳輸指令、跳轉(zhuǎn)指令、中沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 1 章 總體設(shè)計(jì)方案-1-斷返回指令、輸入輸出指令。本程序所用到的相應(yīng)的指令集如下：（1）算術(shù)邏輯運(yùn)算指令A(yù)DD A, R? 將寄存器 R？的值加入到累加器 A 中ADD A,#II 立即數(shù)#II 加入到累加器 A 中SUB A,#II 從累加器中減去立即數(shù)后加入到累加器 A 中AND A,R? 累加器 A 與寄存器 R?的值OR A,R? 累加器 A 或寄存器 R?的值（2）數(shù)據(jù)傳送指令MOV A,R? 將寄存器 R?的值送到累加器 A 中MOV A,MM 將存儲(chǔ)器 M

5、M 地址中的值送到累加器 A 中MOV MM,A 將累加器 A 中的值送到存儲(chǔ)器 MM 地址中MOV R?,A 將累加器 A 中的值送到寄存器 A 中MOV R?#II 將立即數(shù) II 送到寄存器 R?中RR A 累加器右移指令RL A 累加器左移指令（3）跳轉(zhuǎn)指令JC MM 若進(jìn)位標(biāo)志置 1，跳轉(zhuǎn)到 MM 地址JZ MM 若零標(biāo)志位置 1，跳轉(zhuǎn)到 MM 地址JMP MM 跳轉(zhuǎn)到 MM如下為 COP2000 計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)軟件截圖：沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 1 章 總體設(shè)計(jì)方案-2-圖圖 2 2 COP2000COP2000 運(yùn)行環(huán)境運(yùn)行環(huán)境沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章

6、 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案-3-第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案2.1 算法與程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)算法與程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 本課設(shè)采用偉福 COP2000 實(shí)驗(yàn)儀軟件和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)補(bǔ)碼兩位乘功能，利用偉福 COP2000 的指令集編程實(shí)現(xiàn)。算法具體描述：（1） 計(jì)算復(fù)雜性包括：+X補(bǔ)，+2X補(bǔ)，+-X補(bǔ)，+2-X補(bǔ)；（2） 進(jìn)行初始化，并且設(shè)置計(jì)數(shù)單元與建立特殊表。因?yàn)槊看斡?jì)算需要進(jìn)行三次移位，所以用 MOV A,#03H 與 MOV 9AH,A 來(lái)將循環(huán)次數(shù)存入內(nèi)存單元。然后再進(jìn)行初始化操作，將存儲(chǔ)部分積的 R1 置零，再將用來(lái)存儲(chǔ)特殊表的 90H，97H 內(nèi)存單元置零。接下來(lái)再通過(guò)輸入的被乘數(shù)判斷其正負(fù)，如果被乘數(shù)是

7、負(fù)，在前面兩位加上 1，如果是整數(shù)則無(wú)需操作，直接構(gòu)造特殊表。（3） 輸入乘數(shù)后，將乘數(shù)移至最前端，執(zhí)行 LOOP2，首先設(shè)置移位次數(shù)，取出成熟后，判斷乘數(shù)的后兩位及附加位的值，根據(jù)所查的值訪問(wèn)特殊表，進(jìn)而確定加數(shù)，之后將部分積與加數(shù)相加得到新的部分積，得到結(jié)果后，判斷總循環(huán)是否結(jié)束，之后進(jìn)行判斷移位的操作，部分積的最高位如果是 1，移位后仍然置 1。部分積最低位如果是 1，乘數(shù)右移之后最高位置 1.（4） 根據(jù)乘數(shù)后兩位及附加位來(lái)確定 R3，并通過(guò) R3 間接訪問(wèn)特殊表。將訪問(wèn)的數(shù)據(jù)作為加數(shù)與部分積相加，然后判斷兩次循環(huán)是否結(jié)束，如果兩次運(yùn)算循環(huán)結(jié)束，則結(jié)束運(yùn)算，否則將部分積與乘數(shù)同時(shí)右移兩

8、位再根據(jù)有效位來(lái)通過(guò) R3 訪問(wèn)特殊表。相加移位運(yùn)算結(jié)束后再將部分積與乘數(shù)同時(shí)右移一位，將數(shù)據(jù)位置有效，輸出數(shù)據(jù)。沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案-4-2.2 流程圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)流程圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本部分包含實(shí)現(xiàn)中主要部分的流程圖1.構(gòu)造規(guī)則表：圖 2.2.1 構(gòu)造規(guī)則表流程圖開(kāi)始輸入被乘數(shù) X存入 R090H 存入 0，91H 存入X補(bǔ)92H 存入X補(bǔ)，93H 存入 2X補(bǔ)94H 存入 2-X補(bǔ)，95H 存入-X補(bǔ)96H 存入-X補(bǔ)，97H 存入 0結(jié)束沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案-5-2.乘數(shù)處理操作：圖 2.2.2 乘數(shù)處理操作流程圖開(kāi)始輸入

9、乘數(shù) Y左移兩位并存入 R2結(jié)束沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案-6-3.運(yùn)算否是圖 2.2.3 運(yùn)算流程圖開(kāi)始根據(jù)乘數(shù)后兩位及附加位來(lái)確定 R3，并通過(guò) R3 簡(jiǎn)潔訪問(wèn)特殊表將訪問(wèn)到的數(shù)據(jù)作為加數(shù)與部分積相加判斷兩次循環(huán)是否結(jié)束將部分積與乘數(shù)同時(shí)右移兩位結(jié)束沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 章 詳細(xì)設(shè)計(jì)方案-7-4.輸出圖 2.2.4 輸出流程圖開(kāi)始將部分積與乘數(shù)同時(shí)右移一位將數(shù)據(jù)位置有效結(jié)束沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3 章 程序調(diào)試與結(jié)果測(cè)試-8-第 3 章 程序調(diào)試與結(jié)果測(cè)試3.1 程序調(diào)試程序調(diào)試調(diào)試過(guò)程中存在的問(wèn)題:(1) 在輸入以字母開(kāi)頭的十六進(jìn)制

10、數(shù)時(shí)，沒(méi)有在字母前加上 0，導(dǎo)致語(yǔ)法錯(cuò)誤。(2) 在執(zhí)行帶進(jìn)位右移操作是 RRC A，因?yàn)橹皼](méi)對(duì)指令集充分了解，導(dǎo)致用了錯(cuò)誤的指令 RR A。(3) 在對(duì)部分積移位操作時(shí)，如果最高位是 1 時(shí)，移位最高位仍然置 1，當(dāng)時(shí)考慮不夠充分，沒(méi)有置 1，導(dǎo)致程序出錯(cuò)。3.2 程序測(cè)試及結(jié)果分析程序測(cè)試及結(jié)果分析 結(jié)果展示：輸入：2B 23輸出：13 08沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 參考文獻(xiàn)-9-參考文獻(xiàn)1唐朔飛 計(jì)算機(jī)組成原理（第 2 版）.北京.高等教育出版社.20082白中英 計(jì)算機(jī)組成原理（第 4 版）.北京.科學(xué)出版社.2008沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附錄-10-附 錄（源代碼）MO

11、V A,#03HMOV 9AH,AMOV A,#00HMOV R1,AMOV 90H,AMOV 97H,ALOOP:INMOV R0, AAND A,#20HJZ M0MOV A,R0OR A,#0C0HMOV R0,AM0:MOV A,R0MOV 91H,AMOV 92H,ARL AMOV 93H,AMOV A,R0CPL AADD A,#01HMOV 95H,AMOV 96H,ARL AMOV 94H,ALOOP1:INRL ARL AMOV R2,ALOOP2:MOV A,#02HMOV 9BH,AMOV A,R2RR AAND A,#07HADD A,#90HMOV R3,AMOV A

12、,R1沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附錄-11-ADD A,R3MOV R1,AMOV A,9AHSUB A,#01HJZ LASTMOV 9AH,AMARK1:MOV A,R1AND A,#80HJZ LOOP3MOV A,R1RRC AJC LOOP4OR A,#80HMOV R1,AMOV A,R2RR AMOV R2,AMARK2:MOV A,9BHSUB A,#01HJZ LOOP2MOV 9BH,AJMP MARK1LOOP3:MOV A,R1RRC AJC LOOP5MOV R1,AMOV A,R2RR AMOV R2,AJMP MARK2LOOP4:OR A,#80HMOV R

13、1,AMOV A,R2RR AOR A,#80HMOV R2,AJMP MARK2LOOP5:MOV R1,A沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 附錄-12-MOV A,R2RR AOR A,#80HMOV R2,AJMP MARK2LAST:MOV A,R1RRC AJC LOOP6MOV R1,AAND A,#3FHOUTMOV A,R2RR AMOV R2,AAND A,#0F8HOUTJMP EDLOOP6:MOV R1,AAND A,#3FHOUTMOV A,R2RR AOR A,#80HOUTED:END沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告-13-課程設(shè)計(jì)總結(jié)：課設(shè)本身的目的便是為了考察學(xué)生的個(gè)

14、人學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力，本課程設(shè)計(jì)總結(jié)：課設(shè)本身的目的便是為了考察學(xué)生的個(gè)人學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力，本次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)是個(gè)很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覀€(gè)人認(rèn)為我的計(jì)算機(jī)組成原理這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來(lái)說(shuō)是個(gè)很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)槲覀€(gè)人認(rèn)為我的計(jì)算機(jī)組成原理這門(mén)課程學(xué)的并不是很好，好在查閱了很多資料，也讓我充分了解了補(bǔ)碼兩位乘門(mén)課程學(xué)的并不是很好，好在查閱了很多資料，也讓我充分了解了補(bǔ)碼兩位乘的原理。此次課程設(shè)計(jì)我也學(xué)到了很多基本理論，對(duì)我充分認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算的原理。此次課程設(shè)計(jì)我也學(xué)到了很多基本理論，對(duì)我充分認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程也有很大幫助。同時(shí)，我對(duì)過(guò)程也有很大幫助。同時(shí)，我對(duì) COP2000 實(shí)驗(yàn)儀器及軟件也有了充分的了解。實(shí)驗(yàn)儀器及軟件也有了充分的了解。對(duì)我今后的實(shí)踐也會(huì)有很大的幫助，同時(shí)也感謝老師課前的答疑，消除了我部對(duì)我今后的實(shí)踐也會(huì)有很大的幫助，同時(shí)也感謝老師課