算机组成原理课程设计-基本模型机的设计--不带进位与或运算指令的实现(编辑修改稿)

算机组成原理课程设计-基本模型机的设计--不带进位与或运算指令的实现(编辑修改稿)内容摘要：

规模不大，功能较简单，微指令采用全水平、不编码的方式，每一个微操作控制信号由一位微代码来表示， 24 位微代码至少可表示 24 个不同的微操作控制信号。 用增量方式来控制微代码的运行顺序，每一条指令的微程序连续存放在微指令存储器连续的单元中。 在本系统内， MLD 为置微地址的控制信号， MCK 为工作脉冲。 当 MLD=0、 MCK 有上沿时，把 MD0~MD7 的值作为微程序的地址，打入微地址寄存器。 当 MLD= MCK 有上升沿时，微地址计数器自动加 1。 由于模型机已经确定了指令系统，微指令采用全水平不编码纯控制场的格式，微程序的入口地址采用操作码散转方式，微地址采用计数增量方式，所以可确定模型机中时序单元中所产生的每一拍的作用。 为了更好地观察实验的各个中间过程中各寄存器的值，由监控单元产生一个 PLSO 的信号来控制时序产生。 PLSO信号经过时序单元的处理产生了 4 个脉冲信号。 4 个脉冲信号组成一个微周期，为不同的寄存器提供工作脉冲。 PLS1： 微地址寄存器的工作脉冲，用来设置微程序的首地址及微地址加 1。 PLS2： PC 计数器的工作脉冲，根据微指令的控制实现 PC 计数器加 1 和重置 PC 计数器（如跳转指令）等功能。 武汉 理工大学《 计算机组成原理 》课程设计说明书 8 PLS3： 把 24 位微指令打入 3 片微指令锁存器 PLS4： 把当前总线上的数据打入微指令选通的寄存器 在每个系统中，一条指令从内存取出到执行完毕，需要若干个机器周期，任何指令中都必须有一个机器周期作为“取指令周期”，称为公操作周期。 而一条指令共需几个机器周期取决于指令在机器内实现的复杂程度。 对于微程序控制的计算机，在设计指令执行流程时，要保证每条微指令所含的微操作的必要性和合理性，还应知道总线的 IAB， IDB， OAB， ODB 仅是传输信息的通路，没有寄存信息的功能，而且必须保证总线传输信息时信息的唯一性。 以下描述取微指令执行周期： 在模型机处于停机状态时，模型机的微地址寄存器被清零，微指令锁存器输出无效。 在处于停机状态时，脉冲 PLS1 对微地址寄存器（ 74LS161）无效，微地址寄存器保持为零。 脉冲 PLS2 对 PC 计数器无效，同时PLS2 把 HALT=1 打入启停单元中的运行状态寄存器（ 74LS74）中，把模型机置为运行状态，使微程序锁存器输出有效。 PLS3 把微程序储存器 00H 单元中的内容打入指令寄存器中。 在模型机处于运行状态时，脉冲 PLS1 将微地址寄存器（ 74LS161）加一，脉冲 PLS2 将 PC 计数器加 1，PLS3 把微程序存储器中的微指令打入微指令锁存器并且输出。 PLS4 把当前总线上的数据打入当前微指令所选通的 寄存器。 对于此次实验每条指令的执行流程如下： T0 T1 T2 T3 取指微指令 PC 地址总线RAM RAM 数 据 总 线IR1 — — — ORL A,data A →数据总线→DR1 RAM→数据总线→ DR2 ALU→数据总线→ A 取 指微指令 周 期 微 操 作 指 令 助 记 符 武汉 理工大学《 计算机组成原理 》课程设计说明书 9 ANL A,data A →数据总线→DR1 RAM→数据总线→ DR2 ALU→数据总线→ A 取 指微指令 MOV A,RI RI→数据总线→ A 取指微指令 — — MOV RI,A A→数据总线→ RI 取指微指令 — — MOVA,data RAM→数据总线→ A 取指微指令 — — STA addr RAM→数据总线→ IR2 IR2→地址总线， A→ RAM 取指微指令 — HALT 停机 — — — 8. 源程序 ,程序的指令代码及微程序 源程序 MOV A,7F ANL A,40 MOV R0,22 ADD A,R0 ORL A,33 MOV R2,42 SUB A,R2 ANL A,27 STA 30 HALT 该程序的功能是计算先将 16 进制数 7F 与 40 进行逻辑与运算，结果存入 A 中；将 22 移入 R0 中，与 A 中内容 进行加法运算，结果 存 入 A 中；将 A 中内容与 33 进行逻辑或运算，结果存入 A 中；将 42 移入 R2，与 A中内容进行减法运算，结果存入 A 中；将 A 中内容与 27 进行逻辑与运算，。