华中科技大学文华学院计算机组成原理课设

1、华屮科然丈修针篇机爼或履理裸程殺针学 部：信息科学与技术学部专 业:班 级:学 号:姓 名：指导老师:W目录一、课设目的3二、课设任务3三、使用的设备及软件3设备3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11H一、总结11一、课设目的通过课程设讣更淸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

2、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

3、和内存中的程序。4. 操作方式：单机方式一一整个系统可单独使用；联机方式一一系统可与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。退岀HKCPT 时，会自动保存用户最后一次的设垃。用户选择“设置一一实验平台”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。点击确左按钮，即可使用。2. 程序编写：选择“文件一新文件”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“文件一另存为”菜单项，把该文件保存为demo.asnio 因为编译器支持长文件拿，用户也可

4、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“文件一打开”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“编译一一编译当前文件”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。用户可以根拯输岀窗口中错误信息直接圧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： 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

5、应改变。 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。 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I匕。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 1DJ11).12DJ3D.U1)J5DJ61)J7PC_OUT接口 2ALUNALU_OUTRNR_OUTRAJNRA.OUTPC_INAJ12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立的 地方，这样，各个模块就成功的连接了。3.与汁算机的连线：实验平台提供的连接线将实验平台与计算机相连，这样，计

6、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、程序流程七、程序根据程序流程图所示，可以进行代码的编写:MOV R0#0AMOV A.#0MOV R3#lMOVR1.#1ADD A.R3MOV R2.AMOV A.R3SUB A,R0JZ 14MOV A.R3wADDA.R1 MOV R3.A MOVA.R2 JMP 08 MOVA.R2 STA20 RRCA STA30 MOV R0.#70 ADD A.RO 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

7、令微代码MOV R0.#0A6E 0A取指指令 Dbus-RiDDBFFF4DFFFFMOV5F00取指指令 Dbus-RiDDFBFF4DFFFFMOV R3,#l6C01取指指令 Dbus-RiDDBFFF4DFFFFADD A.R3OC取指指令A-Dbus-DRlRi-Dbus-DRlALU-Dbus-AFFFCF9FF7F79FFFBA94DFFFFMOV R2.A4D取指指令A-Dbus-DRlRi-Dbus-DRlALU-Dbus-A7FBDFF4DFFFFMOV A.R33C取指指令Dbus-AFF7BFF4DFFFFSUB A,ROIE取指指令 A-Dbus-Ri 取指指令 R

8、i-Dbus-IR2 (IR2)-Abus.Dbus-AFFFCD6FE7F56FFFB864DFFFFJZ 14B3 14D4FFFFMOV R3.A4C取指指令A-Dbus-DRlRi-Dbus-DRlALU-Dbus-A7FBDFF4DFFFFMOV A,R23D取指指令A-Dbus-DRlRi-Dbus-DRlALU-Dbus-AFF7BFF4DFFFFJMP 08BF06取指指令MOV A.R23D取指指令A-Dbus-DRlRi-Dbus-DRlALU-Dbus-AFF7BFF4DFFFFRRCA9F取指指令A1FFFEF14DFFFFMOV R0.#736C 73取指指令DDBF

9、FF4DFFFFADD A.ROOC 8F取指指令A-Dbus-DRlRi-Dbus-DRlALU-Dbus-AFFFCF9FF7F79FFFBA94DFFFFSTA40OC 8F取指指令A-Dbus-DRlRi-Dbus-DRlALU-Dbus-AD5FFFFBBFDFF4DFFFF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

10、：程序单步用于调试使用，每一次执行一条指令，英步骤为：单击菜单“调试”项， 选择“程序单步S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： 取指令A-BUS-DR1R2-BUS-DR2ALU-BUS-A微单步:调试窗口DR1

11、CKEDR1-244(3)RAO 244(5)m红色-1综色当前步?c=co臨 1X2=4024X(7)上一涉W00006C5F006F016D01OF4E3F1C00104F3EBF083E8F203F8F306C73002037FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF00301BFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF0040沌IFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF0050FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF0060FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF0070FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF0080FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF0090

12、FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF序代码窗口18FFFFFFFF3CFFFFFFFFBOFFFFFFFF冋凶计箕机组欣柴理实验机软ft (OTCPT)BKCPI1.kF XU J MO/ A.l?02 MOV ROjrC004 MOV RLtf 06 MOV R2JM 08 ADD A,R0； 09 MOV ROA 0A MOV 九R2;0B SUB A.R1；0C MOV R2.A ODJZ 11：OF JMP 08；11 MOV A.H0：徴拾令序列inft文件名加费起妬地址进度C:Docamc00FFEdit PadMOMFffl IFIFCiraiFc FFWF|Ff rap

13、fJ；Fr Ilp. prv% PlCol 0nirosn r文件QP 彌OD fiDbui-DR1 FFJ,卩F,56 RFDbusDR2 IFFLIFBMWIA1.U Dbcs AF7,pFKFFRt-Dbus-IR2OOOC(IH2bAbuxDbu5-A000D |4D|FF1FF ftftilS令 ooof |ronro)403|000F FflPBl.|FF R Dbus AC010 IWUFFMFF JkttiH0011 |on.|Ofy(ooi0012 |0几眄则08FFFFFFFFFFFFFFFF昕FFJTbJJTtiFFFFFFFFFFrnunurn Ri nbun aooo

14、r0010 “DHFFUfTj JktSBJ 令000700080009DDOA亍3TAMALT3TA RRC 3TA MOVKOVRO,OAKOVA,OMOVR3lKOVRizaiADDA,R3KOVR2j AHOV入阳3VDAzROJZ 14KOVA,R32DA,R1MOVR3,AKOV人R2JHP06KOVAf R2Mb #73 A, RO11W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(lB)H+(70)H=(8c)H。2. 査看方法：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一一8CH,与计算结果一致。十一、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