CPU与简单模型机设计实验

CPU 与简单模型机设计实验Document serial number [NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108]评语：课中检查完成的题号及题数：成绩：课后完成的题号与题数：自评成绩：85实验报告实验名称：CPU 与简单模型机设计实验日期：1班级：学号：3周小多一、实验目的:1.掌握一个简单 CPU 的组成原理。2.在掌握部件单元电路的基础上，进一步将其构造一台基本模型讣算机。3.为其定义五条机器指令，编写相应的微程序，并上机调试掌握整机概念。二、实验内容：1.要实现一个简单的 CPU,并且在此 CPU 的基础上，继续构建一个简单的模型计算机。CPU 由运算器（ALU）、微程序控制器（MC）、通用寄存器（R0）,指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）和地址寄存器（AR）组成，如图 2-1-1 所示。这个 CPU 在写入相应的微指令后，就具备了执行机器指令的功能，但是机器指令一般存放在主存当中，CPU 必须和主存挂接后，才有实际的意义，所以还需要在该 CPU 的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件，以构成一个简单的模型计算机。2.本模型机和前面微程序控制器实验相比，新增加一条跳转指令 JMP,共有五条指令：IN （输入）、ADD （二进制加法）、OUT （输出）、JMP （无条件转移），HLT （停机），其指令格式如下（高 4 位为操作码）：助记符机器指令码说明IX10 IN-R0ADD R0 +RO-R0OUT11 R0-OUTJMP addr11 addr-* PCHLT0101 停机设计一段机器程序，要求从 IN 单元读入一个数据，存于 R0,将曰 0 和自身相加，结果存于 R0,再将 R0 的值送 OUT 单元显示。根据要求可以得到如下程序，地址和内容均为二进制数。地址内容助记符说明；START: IN RO 从 IN 单元读;ADD RO, R0 曰 0 和自身相;OUT R0R0 的值送;JMP START 跳转至 OOH 地址、项目要求及分析：1.试修改现有的指令系统，将加法指令的功能修改为 R0 的内容和某个存储单元的内容相加;增加存数.取数和减法三条机器指令，指令助记符分别为 STA. LAD 和 SUB,指令操作码分别为十六进制的 60. 7 和 80。〈1>RO 和某个存储器相加，R0 是可以直接读进来的，R0 和另一个存储单元内容相加，果两个值都是读入的话，就要将一个放在 R0 中，可以直接读入，另一个放存在储单元。可以先将值读入到曰 0 中，在将 R0 保存到其他的存储单元中，进行加法时从存储单元中取出放在临时寄存器中，这样是两个寄存器相加减就可以。具体步骤：1）将 R0 中的数据送 ALU...