实验六：复杂模型机的设计与实现.doc

《实验六：复杂模型机的设计与实现.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、实验五复杂模型机的设计与实现一、实验目的综合运用所学计算机原理知识，设计并实现较为完整的计算机。二、实验设备Dais-CMX16+计算机组成原理教学实验系统一台，实验用导线若干。三、数据格式及指令系统1.数据格式模型机规定采用定点补码表示数据，且字长为8位，其格式如下：76543210符号尾　　数其中第7位为符号位，数值表示范围是：-1≤X＜1。2.指令格式模型机设计四大类指令共16条，其中包括算术逻辑指令、I/O指令、访问及转移指令和停机指令。⑴算术逻辑指令设计9条算术逻辑指令并用单字节表示，寻址方式采用寄存器直

2、接寻址，其格式如下：76543210OP-CODERsRd其中，OP-CODE为操作码，Rs为源寄存器，Rd为目的寄存器，并规定：Rs或Rd选定的寄存器00011011R0R1R2R3其中R0=CL;R1=CH;R2=DL;R3=DH9条算术逻辑指令的名称、功能和具体格式见表5-1。⑵访问指令及转移指令模型机设计2条访问指令，即存数（STA）、取数（LDA），2条转移指令，即无条件转移（JMP）、结果为零或有进位转移指令（BZC），指令格式为：7654321000M2OP-CODERdD（低八）D（高八）其中“00

3、M”为源码段，2OP-CODE为目的码段（LDA、STA指令使用）。D为十六位地址段（低八在前，高八随后），M为源寻址模式，其定义如下：寻址模式M有效地址E说明00011011E=DE=(D)E=(SP)+DE=(PC)+D直接寻址间接寻址SP变址寻址相对寻址⑶I/O指令输入（IN）和输出（OUT）指令采用单字节指令，其格式如下：76543210OP-CODE00Rd⑷停机指令指令格式如下：76543210OP-CODE0000HALT指令，用于实现停机操作。1.指令系统本模型机共有16条基本指令，其中算术逻辑指令

4、9条，访问内存指令和程序控制指令4条，输入输出指令2条，其它指令1条。下表列出了各条指令的格式、汇编符号、指令功能。表5-1助记符指令格式功　能LDAM,D,Rd00M00RdE→RdSTAM,D,Rd00M01RdRd→EJMPM,D00M1000E→PCBZCM,D00M1100当CY=1或Z=1时，E→PCMOVRd,Rs0100RsRdRs→RdADCRd,Rs0101RsRdRs+Rd+CY→RdSBCRd,Rs0110RsRdRs-Rd-CY→RdANDRd,Rs0111RsRdRs∧Rd→RdCLRR

5、d100000Rd0→RdINCRd100100RdRd+1→RdCPLRd101000RdRd→RdRRCRd101100RdCY→RdRLCRd110000RdCY→RdINRd,I/O110100RdI/O→RdOUTRd,I/O111000RdRd→I/OHALT11110000停机图5-1复杂模型机微程序流程图按照系统建议的微指令格式，参照微指令流程图，将每条微指令代码化，译成二进制代码，并将二进制代码表转换成十六进制格式文件。M23M22M21M20M19M18M17M16M15M14M13M12M11

6、M10M9M8M7M6M5M4M3M2M1M0E/MIPMWRR/M目的编码OPMCNS2S1S0源编码XPWALUIuIEIRIczIds源编码目的编码M10M9M8功能M19M18M17功能X2X1X0O2O1O0111禁止111禁止110ALU110MAR101SP101BX100IOR100AX011MRD011SP010XRD010IOW001RRD001XWR000PC000RWR实验所用的机器指令程序：地址指令代码助记符功能000D0INR0IOL→R0001D2INR2IOL→R200258ADCR

7、0,R2R0+R2→R000341MOVR1,R0R0→R1004C0RLCR0RLCR00050C0000BZC000HBZC000H008F0HALT停机四、实验方法㈠键盘操作⑴首先卸去实验连接，然后按如下操作，把系统工作方式设为“微控／在线”。在待命状态0下按【减址】键，LCD显示器显示工作模式选项：Dais-CMX16+’XXXKLDMUDPLD选择手动模式按【增址】键，将光标移到“MUD”微程序模式，按【减址】键确定后，系统先询问用户是否使用搭接方式，按【增址】键选择“y”（搭接）或“n”（在线），按【减

8、址】键确定：Dais-CMX16+’mudlsty/nI/Oy/nDais-CMX16+’mudlsty/nI/Oy/n是，选择搭接方式，须连线否，选择在线方式，零连线接着系统询问用户是否使用扩展I/O方式，按【增址】键选择“y”（扩展I/O）或“n”（微控制器关联），按【减址】键确定：Dais-CMX16+’mudlsty/nI/Oy/nDais-CMX1