华中科技大学文华学院计算机组成原理课设Word文件下载.docx
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软件3
四、设备连接4
五、编程题目4
六、程序流程图5
七、程序5
八、对应的微指令6
九、调试过程7
十、结果11
十一、总结11
一、课设目的
通过课程设计更清楚地理解下列基本概念:
1、计算机的硬件基本组成;
2、计算机中机器指令的设计;
3、计算机中机器指令的执行过程;
4、微程序控制器的工作原理;
5、微指令的格式设计原理。
6、通过使用软件HKCPT,了解程序编译、加载的过程。
7、通过微单步、单拍调试,理解模型机中的数据流向。
二、课设任务
1、在掌握各模块功能的基础上,构成模型机;
2、熟悉模型机的通路、微指令系统、与汇编指令的关系;
3、使用微机与模型机连接调试的应用程序HKCPT;
4、编辑程序,了解程序编译、加载及运行的过程。
三、使用的设备及软件
设备
此次课设使用HK-CPT-IV型计算机组成原理实验平台,实验平台简介如下:
1.基本功能模块:
运算器模块、指令部件模块、堆栈寄存器模块、存储器模块、总线传输模块、微程序模块、启停和时序模块,以及用于调试和观察数据的监控模块。
2.组成结构:
采用总线结构。
总线分为:
内部、外部地址总线,内部、外部数据总线。
3.监控模块:
为实验调试和程序设计带来了相当的便利。
实验者可以通过监控模块来修改微程序和内存中的程序。
4.操作方式:
单机方式——整个系统可单独使用;
联机方式——系统可与PC机相连。
软件
此次课设使用的软件为HKCPT,其使用介绍如下:
1.启动HKCPT:
第一次启动HKCPT,用户需设置实验平台通讯端口。
退出HKCPT时,会自动保存用户最后一次的设置。
用户选择“设置——实验平台”菜单项,在弹出的对话框中,选择相应的通讯串口、通讯波特率和延时因子。
点击确定按钮,即可使用。
2.程序编写:
选择“文件—新文件”菜单项,将新建一个空的编辑窗口。
用户在编辑窗口中输入以下程序。
输入完毕,选择“文件—另存为”菜单项,把该文件保存为demo.asm。
因为编译器支持长文件名,用户也可以把该文件保存在如“我的文档”之类的目录夹中。
用户可以直接选择“文件—打开”菜单项打开该文件。
3.程序编译:
编译是检查源文件的语法错误,如果源文件没有语法错误,编译器将生成源文件的目标代码,由于是单汇编文件,编译产生的目标代码可以直接加载调试。
用户选择“编译——编译当前文件”菜单项,将编译当前活动窗口中的源文件,编译结果的信息显示在输出窗口中。
用户可以根据输出窗口中错误信息直接定位到源文件的相应位置。
4.程序运行:
加载后,可以运行程序,有三种运行方式:
1 微单步:
每执行一条微程序,PC指针加1,微指令向后移动一步,同时结构图中绘出执行步及上一步的数据流向,各个寄存器和控制线状态会相应改变。
2 程序单步:
从当前PC指针行执行源文件的一行语句,然后又停止。
结构图中显示的寄存器值和控制线都会随之刷新,但不显示数据流。
3 全速运行:
全速运行程序,遇到用户断点或按暂停键或执行到halt指令停止。
四、设备连接
实验过程中的设备连接包括3部分的内容:
1.数据总线的连接:
接口1
DJ1
DJ2
DJ3
DJ4
DJ5
DJ6
DJ7
PC_OUT
接口2
ALU_IN
ALU_OUT
R_IN
R_OUT
RA_IN
RA_OUT
PC_IN
AJ1
2.各模块的连线:
由于实验平台提供了连线板,在实验时,只要将连线板插在指定的地方,这样,各个模块就成功的连接了。
3.与计算机的连线:
实验平台提供的连接线将实验平台与计算机相连,这样,计算机通过软件可以和平台相互通讯。
五、编程题目
从1加到10,再带进位右移一位,最后,再加上自已学号的后三位,结果存放到RAM的40H号字节单元中。
六、程序流程图
七、程序
根据程序流程图所示,可以进行代码的编写:
MOVR0,#0A
MOVA,#0
MOVR3,#1
MOVR1,#1
ADDA,R3
MOVR2,A
MOVA,R3
SUBA,R0
JZ14
ADDA,R1
MOVR3,A
MOVA,R2
JMP08
STA20
RRCA
STA30
MOVR0,#70
ADDA,R0
STA40
HALT
八、程序每条指令对应的机器代码和对应的微指令
指令
机器代码
微指令
微代码
6E0A
取指指令
Dbus->
Ri
DDBFFF
4DFFFF
5F00
DDFBFF
6C01
0C
取指指令A->
DR1
Ri->
ALU->
A
FFFCF9
FF7F79
FFFBA9
4D
7FBDFF
3C
FF7BFF
1E
A->
IR2
(IR2)->
Abus,Dbus->
FFFCD6
FE7F56
FFFB86
B314
D4FFFF
4C
3D
BF06
3D
9F
A>
>
1
FFFEF1
MOVR0,#73
6C73
0C8F
D5FFFF
BBFDFF
九、调试过程
1.全速执行:
全速执行可以一次性使所有的代码执行完毕,从而得出最终的结果。
此过程一般用于代码准确无误之后的执行,其步骤为:
单击菜单“调试”项,选择“全速执行”,最后可以看到最终的结果。
在执行的过程中,实验平台上的指示灯不断地闪烁,是由于每一条微指令都对应着不同的指示灯的明暗情况。
2.程序单步:
程序单步用于调试使用,每一次执行一条指令,其步骤为:
单击菜单“调试”项,选择“程序单步”,可以看到指令序列上的亮条纹移动了一条指令。
在执行的过程中,实验平台上的指示灯不断地闪烁,是由于一条指令对应着多条微指令,每一条微指令都对应着不同的指示灯的明暗情况。
3.微单步:
微单步可以将每一条指令包含的微指令分步执行,其步骤为:
单击菜单“调试”项,选择“微单步”,可以从结构图窗口中看到每一条微指令执行的操作。
在实验平台上,可以看到指示灯的对应不同微指令的不同明暗变化。
例如:
“SUBA,R2”对应的微指令序列为:
1 取指令
2 A->
BUS->
3 R2->
DR2
4 ALU->
微单步:
十、结果
1.应得结果:
1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=55=(00110111)B
移位后得(00011011)B=(1B)H
我学号的末3位为112=(70)H
则结果为(1B)H+(70)H=(8c)H。
2.查看方法:
在“程序代码窗口”范围内单击鼠标右键,选择“读出”项,在相应的内存区间可以看到内存中的结果:
在本例中,数据显示在第4行、第1列(第40H号字节单元内存中)。
3.实际结果:
用读出命令,在程序代码窗口中读出结果——8CH,与计算结果一致。
11、总结
总的来说,这个课设的完成确实是让我最有成就感的一件事,对于在一定的时间内完成到这种程度,我也确实感到惊讶,也对自己的成长感到自豪!
虽然在这次实验中,我们并没有什么太大的亮点,也没有做出来高级功能的扩展,但是我们还是靠着自己的努力一步步实现了任务目标,靠自己的力量解决一系列难题,这也是一件很让人愉快的事。
同时也很感谢老师们一直陪伴我们,给与我们指导与帮助,让我们能更有效率的完成这个实验。
最后也是对这次试验的一个感慨,这次试验确实让我有了很大的提高,不只是知识层面,精神层面也有着飞跃,思考能力,发现错误能力,排错纠错能力,这才是我觉得学到的最宝贵的东西,希望在以后的学习生活中还能再接触到相关的有趣知识,让我能有更大的提高!
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- 华中科技大学 文华 学院 计算机 组成 原理