計算機組成原理-模型機設計報告

第18頁共18頁計算機組成原理--模型機設計報告作者姓名：專業(yè)：網(wǎng)絡工程學號：指導教師：完成日期：2016年1月6日目錄TOC\o"1-4"\h\z\u課程設計任務書 31 課程設計目的 32 課程設計設備 33 課程設計內容 33.1 課程設計原理 33.2 實驗步驟 34 課程設計結果 35 課程設計總結 35.1 課程設計的心得、經(jīng)驗教訓及注意事項 35.1.1心得體會 35.1.2經(jīng)驗教訓 35.1.3注意事項 3參考文獻 3

課程設計任務書學生姓名：專業(yè)班級：1320552指導教師：工作單位：題目：基本模型機的設計與實現(xiàn)初始條件1．完成《計算機組成原理》課程教學與實驗2．Proteus仿真系統(tǒng)要求完成的主要任務（包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）1．掌握簡單指令系統(tǒng)計算機的微控制器功能與結構特點2．熟悉Proteus仿真系統(tǒng)3．在Proteus仿真系統(tǒng)中確認運行結果4．形成簡單指令系統(tǒng)計算機的整機概念課程設計目的設計并實現(xiàn)基本模型機：（1）理解計算機工作原理（2）設計并驗證一個定點計算機模型（3）增加一個浮點運算單元課程設計設備PC機＋Win2003＋proteus仿真器課程設計內容課程設計原理部件實驗過程中，各部件單元的控制信號是以人為模擬產生為主，而本次實驗將能在微程序控制下手動產生各部件單元的控制信號，實現(xiàn)特定指令的功能。如運算器實驗中對74LS－181芯片的控制，存儲器中對存儲器芯片的控制信號，以及幾個實驗中對輸出設備的控制通過LED燈來顯示結果。這里，計算機數(shù)據(jù)通路的控制將由微程序控制器來完成，CPU從內存中取出一條機器指令到指令執(zhí)行結束的一個指令周期全部由微指令組成的序列來完成，即一條機器指令對應一個微程序。

本實驗采用五條機器指令：IN（輸入）、ADD（二進制加法）、STA（存數(shù)）、OUT（輸出）、JMP（無條件轉移）。基本模型機數(shù)據(jù)通路框圖：基本模型機微程序流程圖：實驗步驟該基本模型機主要有運算器和存儲器兩大功能器件構成，首先設計運算器并對其進行功能驗證。實驗原理圖：實驗電路圖：功能驗證：如圖：通過下方的單刀雙擲開關控制數(shù)據(jù)的輸入，兩個74LS273進行數(shù)據(jù)的鎖存，通過181進行運算，將實驗結果通過74LS245經(jīng)總線輸出，最后結果由LED顯示。對其進行正邏輯的算數(shù)運算，及令M=0，進行驗證。初始狀態(tài)：74LS245置于高電平，74LS273置于低電平，S3、S2、S1、S0置0；通過開關輸入數(shù)據(jù)，分別將S3、S2、S1、S0置于高低電平，驗證下表。驗證結果：運算器連接正確。設計存儲器并于運算器相連。實驗原理圖：實驗電路圖：通過74LS373將數(shù)據(jù)寫入6116存儲器，然后將74LS245的導通開關關掉，讀取6116里面的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)以LED燈的形式得以驗證。讀寫操作：初始狀態(tài)：74LS273置于低電平，6116關閉。寫操作：通過開關，手動輸入8位2進制數(shù)作為地址存儲，SW19置于高電平，完成寫操作后關閉。讀操作：通過6116進行讀操作，完成地址的存儲。課程設計結果實驗電路圖2、實驗結果地址操作數(shù)輸出011100010000000100000010地址的寫入：操作數(shù)的寫入關閉存儲開關，打開運算器，273高電平有效，245低電平有效課程設計總結課程設計的心得、經(jīng)驗教訓及注意事項5.1.1心得體會通過本次實驗理解了計算機的工作原理，設計并驗證了一個定點計算機模型，實現(xiàn)了浮點運算的功能。在之前的單個運算器與存儲器實驗中能夠在老師的指導下完成基本任務，在基本模型機的實驗中遇到了一些問題，但通過與同學的討論最終完成了實驗。思考內容：片內總線與系統(tǒng)總線的功能不同，片內總線是芯片內部的總線，是CPU芯片內部寄存器與寄存器之間、寄存器與ALU之間的公共連接線。系統(tǒng)總線是系統(tǒng)內各功能部件之間相互連接的總線。5.1.2經(jīng)驗教訓在做單個的運算器、存儲器的實驗時，通過老師的指導可以完成基本功能，但是對知識點掌握不是很熟悉，有些細節(jié)問題沒有注意到，導致在本次的課程設計中，出現(xiàn)了不少問題。但通過與同學的討論，最終得出正確設計方案。在以后的學習生活中，我一定會力求把握每個知識點，注重理論與實際的結合。5.1.3注意事項1、在進行讀寫操作時，必須先將第