计算机组成原理课程设计(实训)报告书

1、腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇

2、羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁

3、膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆

4、肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀

5、艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄

6、膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿

7、羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈袇螄膀薇薆肀肆膃虿袃羂膂螁肈芀膂蒀袁膆膁薃肆肂芀蚅衿羈艿螇蚂芇芈蒇袇芃芇虿螀腿芆螂羆肅芆蒁蝿羁芅薄羄芀芄蚆螇膆莃螈羂肂莂蒈螅羇莁薀羁羃莀螃袃节莀蒂聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀莇蝿袀艿蒆葿蚃膅蒅薁袈肁蒄螃蚁肇蒄蒃羇羃蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃蒀蒀羃罿蕿薂螆芈薈蚄羁膄薈 信息科学与技术学院计算机组成原理课程设计（实训）报告书 题 目： 简单模型机的设计与实现 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 设计时间： 2012年4月16201

8、2年4月20号 目 录计算机组成原理课程设计（实训）报告书11实验目的32实验内容33实验任务34设计过程3-64.1设计方案 44.2设计步骤5-65实验结果76课程设计问题及解决方案87心得体会88参考文献91实验目的（1） 加深对冯诺依曼体系结构计算机组成及其各部分功能的理解，进一步建立整机的概念。（2）加深对计算机数据通路的理解，熟悉计算机指令系统、时序控制信号的生成，完成一个简单计算机系统的设计。（3）锻炼初步的计算机系统分析和设计能力。（4）锻炼分析、定位和排除故障的能力。2实验内容（1）根据课程设计指导书的要求，制定出设计方案；（2）画出自己所设计计算机系统的原理框图和器件连接图

9、，分析器件连接图中各器件不同引脚的功能，哪些可以固定连接，哪些需要通过外接信号来控制，以及这些控制信号的有效形式；（3）利用proteus模拟仿真，布线、调试、验收；（4）课程设计报告和总结。3实验任务基于冯诺依曼体系结构，架构一个简单计算机系统。在设计过程中，利用proteus软件的仿真功能进行仿真分析及调试定位，最终生成一个能完成简单指令及运算的计算机系统。对主要的数据流和控制流通过led适时显示信息。4设计过程4.1 设计方案4.1.1 设计原理框图输出led显示模块74l3s27锁存器74ls181运算器74ls181运算器74ls373数据寄存器74ls373数据寄存器存储器6116

10、74ls161地址输入数据输出4.1.2 设计所用芯片芯片名称功能设计中的角色6116存储数据存储器74ls161输入地址地址寄存器74ls373暂存数据数据寄存器74ls181进行算术运算运算器（alu）74ls273锁存数据锁存器4.2 设计步骤4.2.1 设计输入部分开关控制数据的输入分别对应存储器的数据输入端d0d7，其中74ls273为防止数据冲突而加的存储器它的读使能端oe控制当为低电平时不能输入数据，其引脚连接如图。4.2.2 设计存储器部分 a0a3为地址输入端分别对应地址寄存器74ls161的q0q3口并由clk发出时钟脉冲输入地址，读写线we,ce分别接开关控制高低电平，低

11、电平有效，其他口全屏蔽掉4.2.3 设计运算器部分4.2.4 设计输出部分数据又数据寄存器送往运算器a0a7口然后由f0f3口输出送往锁存器数据输入端d0d7,q0q7口连接led显示模块显示数据，当1脚为高电平时,11(clk)脚是锁存控制端,并且是上升沿触发锁存，m为低电平有效。数据的运算由运算器74ls181的s0s3和进位cn，运算判断m控制。4.2.5 设计完整的数据通路5实验结果5.1 实验测试过程（1） 输入过程把存储器地址74ls244的oe口置为低电平为读用开关调节表示二进制数输入（2） 送存储器首先从地址寄存器74ls161的clk给一个地址脉冲并由q0-q3口传给存储器6

12、116的a0-a3口，把we置为低电平使存储器为读状态（3） 从存储器中取出数据送到运算器中运算当送入一个数据时我们把数据寄存器的oe置为低电平写入数据，并把数据锁存le置低电平，当又输入一个数据时做法如上，调节第二个74ls373（4）输出由查表可知：我们可以控制这些口做算术运算，然后调节74ls273锁存器的数据锁存clk置高电平，并把m置低电平，最后又led显示数据结果5.2 实验结果最终检查经过多次的数据检测这个仿真图是合理的可以做两位数据的加减运算，当输入数据2+3时得出的结果和运算的一样，并可以正常显示。6课程设计问题及解决方案6.1 鬼火现象的产生和解决一、产生：两个数据寄存器7

13、4ls371的读使能端oe置低电平时出现鬼火现象，这时我们可以发现led显示一亮一灭。解决方案：把其中一个数据寄存器74ls373的读使能端置低搞定平，把它关掉。二、产生：数据不能正常显示，数据的输入和输出不符合。解决方案：数据寄存器与运算器采取交叉连接法高对低，低对高的接法。6.2 芯片的排版和芯片间的连线产生：设计需要多个芯片，而需要把这些都能顺畅的连接起来和排版好。解决方案：多次的摆放和无数次的连接线，使芯片更顺畅、更清楚的连接在一起和更整齐的摆放。6.3 在单步运行时不知道结果是否正确解决方案：请教老师和同学讨论，第一看总线上面的二极管显示和程序上送往总线上的数对不对，第二就是检查微地

14、址显示的对不对和二极管的显示。7心得体会 通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。我终于知道了只有亲自动手才能过学到知识的道理！ 在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。 我沉得做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。 平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。而且还可以

15、记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映像深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。 此次课程设计，学到了很多课内学不到的东西，比如独立思考解决问题，出现差错的随机应变，和与人合作共同提高，都受益非浅，今后的制作应该更轻松，自己也都能扛的起并高质量的完成项目。 在此，感谢曾老师的细心指导，也同样谢谢其他各组同学的无私帮助！8参考文献计算机组成原理教程 张新荣主编 北京科学出版社出版 2002年7月 十五规划教材计算机组成原理 科学出版社 白中英著计算

16、机组成原理实验书 安徽大学 周勇著计算机组成原理（第二版）高等教育出版社唐朔飞计算机组成原理与系统结构实验教程 西安唐都科教仪器公司著 袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿羈艿袇肅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄芅薄羄芀莄蚆螇膆莃螈羂肁莂蒈螅肇莁蚀肁莆莀螃袃节莀袅聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅膅蒅蚁袈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆芈薈螄羁芄薈袇袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿羈艿袇肅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄芅薄羄芀莄蚆螇膆莃螈羂肁莂蒈螅肇莁蚀肁莆莀螃袃节莀袅聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅膅蒅蚁袈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃薀蒀羃罿蕿

17、薂螆芈薈螄羁芄薈袇袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿羈艿袇肅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄芅薄羄芀莄蚆螇膆莃螈羂肁莂蒈螅肇莁蚀肁莆莀螃袃节莀袅聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅膅蒅蚁袈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆芈薈螄羁芄薈袇袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿羈艿袇肅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄芅薄羄芀莄蚆螇膆莃螈羂肁莂蒈螅肇莁蚀肁莆莀螃袃节莀袅聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅膅蒅蚁袈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆芈薈螄羁芄薈袇袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿羈艿袇肅莇芈薇羇芃芇

18、虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄芅薄羄芀莄蚆螇膆莃螈羂肁莂蒈螅肇莁蚀肁莆莀螃袃节莀袅聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅膅蒅蚁袈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆芈薈螄羁芄薈袇袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿羈艿袇肅莇芈薇羇芃芇虿膃腿芆螂羆肅芆袄蝿莄芅薄羄芀莄蚆螇膆莃螈羂肁莂蒈螅肇莁蚀肁莆莀螃袃节莀袅聿膈荿薄袂肄莈蚇肇羀蒇蝿袀艿蒆葿肅膅蒅蚁袈膁蒄螃膄肇蒄袆羇莅蒃薅蝿芁蒂蚈羅膇蒁螀螈肃薀蒀羃罿蕿薂螆芈薈螄羁芄薈袇袄膀薇薆肀肆薆蚈袃莄薅螁肈芀蚄袃袁膆蚃薃肆肂芀蚅衿羈艿袇肅莇芈薇羇芃蚀肂薆薂虿膄莈蒈蚈芇膁螆螇羆莇蚂螆聿腿薈螆膁莅薄螅羁膈蒀螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒂薁螁羇芄蒇袁

19、聿蒀莃袀膂芃蚁衿袁蒈蚇袈肄芁薃袇膆薆葿袆芈荿螈袅羈膂蚄袅肀莈薀羄膃膀蒆羃袂莆莂羂羅腿螀羁膇莄蚆羀艿芇薂罿罿蒂蒈罿肁芅螇羈膃蒁蚃肇芆芃蕿肆羅葿蒅蚂肈节莁蚂芀薇螀蚁羀莀蚆蚀肂薆薂虿膄莈蒈蚈芇膁螆螇羆莇蚂螆聿腿薈螆膁莅薄螅羁膈蒀螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒂薁螁羇芄蒇袁聿蒀莃袀膂芃蚁衿袁蒈蚇袈肄芁薃袇膆薆葿袆芈荿螈袅羈膂蚄袅肀莈薀羄膃膀蒆羃袂莆莂羂羅腿螀羁膇莄蚆羀艿芇薂罿罿蒂蒈罿肁芅螇羈膃蒁蚃肇芆芃蕿肆羅葿蒅蚂肈节莁蚂芀薇螀蚁羀莀蚆蚀肂薆薂虿膄莈蒈蚈芇膁螆螇羆莇蚂螆聿腿薈螆膁莅薄螅羁膈蒀螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒂薁螁羇芄蒇袁聿蒀莃袀膂芃蚁衿袁蒈蚇袈肄芁薃袇膆薆葿袆芈荿螈袅羈膂蚄袅肀莈薀羄膃膀蒆羃袂莆莂羂羅腿螀羁膇莄蚆羀艿芇薂罿罿蒂蒈罿肁芅螇羈膃蒁蚃肇芆芃蕿肆羅葿蒅蚂肈节莁蚂芀薇螀蚁羀莀蚆蚀肂薆薂虿膄莈蒈蚈芇膁螆螇羆莇蚂螆聿腿薈螆膁莅薄螅羁膈蒀螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒂薁螁羇芄蒇袁聿蒀莃袀膂芃蚁衿袁蒈蚇袈肄芁薃袇膆薆葿袆芈荿螈袅羈膂蚄袅肀莈薀羄膃膀蒆羃袂莆莂羂羅腿螀羁膇莄蚆羀艿芇薂罿罿蒂蒈罿肁芅螇羈膃蒁蚃肇芆芃蕿肆羅葿蒅蚂肈节莁蚂芀薇螀蚁羀莀蚆蚀肂薆薂虿膄莈蒈蚈芇膁螆螇羆莇蚂螆聿腿薈螆膁莅薄螅羁膈蒀螄肃蒃蝿螃膅芆蚅螂芇蒂薁螁羇芄蒇袁聿蒀莃袀膂芃蚁衿袁