計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告
學(xué) 院：軟 件 學(xué) 院
專 業(yè)：軟 件 工 程
年 級(jí)：201x級(jí)
學(xué) 號(hào)：
學(xué) 生 姓 名：
同組學(xué)生姓名：
實(shí)驗(yàn)課程名稱：計(jì) 算 機(jī) 組 成 原 理 實(shí) 驗(yàn)
實(shí) 驗(yàn) 名 稱：復(fù)雜模型機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
指 導(dǎo) 教 師：
實(shí) 驗(yàn) 時(shí) 間：20xx年x月x 日
實(shí) 驗(yàn) 地 點(diǎn)：
一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求
綜合運(yùn)用所學(xué)計(jì)算機(jī)組成原理知識(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)較為完整的計(jì)算機(jī)。
二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
PC 機(jī)一臺(tái)，TD-CM3+或TD-CMX 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。
三、 實(shí)驗(yàn)原理
下面講述一下模型計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)格式及指令系統(tǒng)。
1．?dāng)?shù)據(jù)格式
模型機(jī)規(guī)定采用定點(diǎn)補(bǔ)碼表示法表示數(shù)據(jù)，字長(zhǎng)為８位，8 位全用來(lái)表示數(shù)據(jù)（最高位不表示符號(hào)），數(shù)值表示范圍是： 0≤X≤28－1。
2．指令設(shè)計(jì)
模型機(jī)設(shè)計(jì)三大類指令共十五條，其中包括運(yùn)算類指令、控制轉(zhuǎn)移類指令，數(shù)據(jù)傳送類指令。運(yùn)算類指令包含三種運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和移位運(yùn)算，設(shè)計(jì)有6 條運(yùn)算類指令，分別為：ADD、AND、INC、SUB、OR、RR，所有運(yùn)算類指令都為單字節(jié)，尋址方式采用寄存器直接尋址�？刂妻D(zhuǎn)移類指令有三條HLT、JMP、BZC，用以控制程序的分支和轉(zhuǎn)移，其中HLT為單字節(jié)指令，JMP 和BZC 為雙字節(jié)指令。數(shù)據(jù)傳送類指令有IN、OUT、MOV、LDI、LAD、STA 共6 條，用以完成寄存器和寄存器、寄存器和I/O、寄存器和存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)交換，除MOV 指令為單字節(jié)指令外，其余均為雙字節(jié)指令。
3．指令格式
所有單字節(jié)指令（ADD、AND、INC、SUB、OR、RR、HLT 和MOV）格式如下：
其中，OP-CODE 為操作碼，RS 為源寄存器，RD 為目的寄存器，并規(guī)定：
IN 和OUT 的指令格式為：
其中括號(hào)中的1 表示指令的第一字節(jié)，2 表示指令的第二字節(jié)，OP-CODE 為操作碼， RS為源寄存器，RD 為目的寄存器，P 為I/O 端口號(hào)，占用一個(gè)字節(jié)，系統(tǒng)的I/O 地址譯碼原理見(jiàn)圖5-3-1（在地址總線單元）。
由于用的是地址總線的高兩位進(jìn)行譯碼，I/O 地址空間被分為四個(gè)區(qū)，如表5-3-1 所示：
系統(tǒng)設(shè)計(jì)五種數(shù)據(jù)尋址方式，即立即、直接、間接、變址和相對(duì)尋址，LDI 指令為立即尋址，LAD、STA、JMP 和BZC 指令均具備直接、間接、變址和相對(duì)尋址能力。
LDI 的指令格式如下，第一字節(jié)同前一樣，第二字節(jié)為立即數(shù)。
LAD、STA、JMP 和BZC 指令格式如下。
其中M 為尋址模式，具體見(jiàn)表5-3-2，以R2 做為變址寄存器RI。
4．指令系統(tǒng)
本模型機(jī)共有 15 條基本指令，表5-3-3 列出了各條指令的格式、匯編符號(hào)、指令功能。
四、 實(shí)驗(yàn)步驟
1、實(shí)驗(yàn)接線：
2、實(shí)驗(yàn)步驟：
1. 按圖5-3-6 連接實(shí)驗(yàn)線路，仔細(xì)檢查接線后打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源。
2. 寫(xiě)入實(shí)驗(yàn)程序，并進(jìn)行校驗(yàn)，分兩種方式，手動(dòng)寫(xiě)入和聯(lián)機(jī)寫(xiě)入。
1) 手動(dòng)寫(xiě)入和校驗(yàn)
(1) 手動(dòng)寫(xiě)入微程序
① 將時(shí)序與操作臺(tái)單元的開(kāi)關(guān)KK1 置為‘停止’檔，KK3 置為‘編程’檔，KK4 置為‘控存’檔，KK5 置為‘置數(shù)’檔。
�、� 使用CON 單元的SD05——SD00 給出微地址，IN 單元給出低8 位應(yīng)寫(xiě)入的.數(shù)據(jù)，連續(xù)兩次按動(dòng)時(shí)序與操作臺(tái)的開(kāi)關(guān)ST，將IN 單元的數(shù)據(jù)寫(xiě)到該單元的低8 位。
③ 將時(shí)序與操作臺(tái)單元的開(kāi)關(guān)KK5 置為‘加1’檔。
�、� IN 單元給出中8 位應(yīng)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，連續(xù)兩次按動(dòng)時(shí)序與操作臺(tái)的開(kāi)關(guān)ST，將IN 單元的數(shù)據(jù)寫(xiě)到該單元的中8 位。IN 單元給出高8 位應(yīng)寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，連續(xù)兩次按動(dòng)時(shí)序與操作臺(tái)的開(kāi)關(guān)ST，將IN 單元的數(shù)據(jù)寫(xiě)到該單元的高8 位。
�、� 重復(fù)①、②、③、④四步，將表5-3-5 的微代碼寫(xiě)入2816 芯片中。
(2) 手動(dòng)校驗(yàn)微程序
�、� 將時(shí)序與操作臺(tái)單元的開(kāi)關(guān)KK1 置為‘停止’檔，KK3 置為‘校驗(yàn)’檔，KK4 置為‘控存’檔，KK5 置為‘置數(shù)’檔。
�、� 使用CON 單元的SD05——SD00 給出微地址，連續(xù)兩次按動(dòng)時(shí)序與操作臺(tái)的開(kāi)關(guān)ST，MC 單元的指數(shù)據(jù)指示燈 M7——M0 顯示該單元的低8 位。
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