计算机组成原理课程设计
计091-2 200925501214于洋 200925501236肖琳
设计任务：
对数据选择器（A、B）、计数器、运算器、寄存器和微程序控制器透彻了解的基础上，完成一个简单计算机的设计，使其具有简单运算功能：取数、读数、做加法、送数等。
设计的目的：
通过一个简单计算机的设计，对计算机系统的基本组成、部件的设计、部件间的连接、微程序的编制与调试等全过程有一个较为综合、深入的认识和理解。 设计与调试步骤：
结合计算机组成原理的教学内容和课程设计平台系统，计算机的设计与调试步骤如下：
数据通路：
数据通路的设计在总体结构中是最重要的一个环节。实验室的仿真模型机的数据通路是以总线为基础、以CPU为核心构成的。
系统简介:
机器指令存放在3#RAM中将3#RAM作为内存使用，机器指令是按由上到下顺序执行的，其执行顺序由PC（程序计数器）和MAR（地址寄存器）控制。2#RAM和1#RAM作为控制存储器简称为控存一条微指令由十六个微命令组成高八位存放于2#RAM中，低八位存放于1#RAM中。后继地址有三种形成方式μIR2μIR1μIR0 为001时μPC+1安顺
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序执行微指令为010时JP无条件转移，地址由μIR15-8提供。本简单计算机基于简化处理μIR15-8均为0它代表了均跳向为指令寄存器的00入口即取指令入口。为011时 QJP高四位安机器指令的操作码转移，第四位为0其由后继地形成逻辑实现，所有涉及的地址转移均为指令的转移。因为机器指令是按顺序执行的。每按一次单脉冲键执行一条微指令，一条机器指令由若干条微指令组成，一条微指令由十六个微命令组成其中因为μIR3μIR6μIR7全为零故省略掉了。
为保证机器指令是从第一条开始顺序执行的，在操作前应按一次复位键将微指令计数器μpc，机器指令计数器pc，内存地址寄存中的内容清零。第一条微指令地址为00，微操作为RAM→IR即从内存中取出指令放到机器指令寄存器中，此时地址寄存器中的内容为00，所以在3#RAM的00地址中取出MOV1指令18，取出指令后PC+1→PC（01）为取下一条内存内容做好准备，再按一次单脉冲键执行QJP及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为18 操作码为0001，所以转移后高四位为：0001 低四位为全零 ：0000 。后继地址形成逻辑的输出0001 0000， 因此此时置数有效微地址输出为10（十六进制）。
根据微地址10执行PC→MAR, PC中的内容经取指过程中加1操作,已变为01，所以地址寄存器中存入了01，然后PC+1→PC （PC变为02） 为取下一条内存内容做好准备。然后将内存中地址为01的数据传送至RAM→R0 下一步为PC→MAR存入的为02。下一个微指令为JP无条件转移，地址由微指令的高八位给出，高八位为0000 0000，所以微地址转向00，再次进行取指令。
在3#RAM的02地址中取出MOV2指令28放进机器指令寄存器，取出指令后PC+1→PC（03）为取下一条内存内容做好准备，再按一次单脉冲键执行QJP及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为28 操作码为0010，所以转移后高四位为：0010， 低四位为全零：0000 。后继地址形成逻辑的输出0010 0000， 因此此时置数有效微地址输出为20（十六进制）。
根据微地址20执行PC→MAR PC中的内容经取指过程中加1操作已变为03，所以地址寄存器中存入了03，然后PC+1→PC （PC变为04） 为取下一条内存内容做好准备。然后将内存中地址为03的数据传送至RAM→R1 下一步为PC→MAR存入的为04。下一个微指令为JP无条件转移，地址由微指令的高八位给出，高八位为0000 0000，所以微地址转向00，再次进行取指令。
在3#RAM的04地址中取出ADD指令30放进机器指令寄存器，取出指令后PC+1→PC（05）为取下一条内存内容做好准备，再按一次单脉冲键执行QJP及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为30操作码为0011.所以转移后高四位为0011 第四位为全零 0000 。后继地址形成逻辑的输出0011 0000 ，因此时置数有效微地址输出为30（十六进制）。
根据微地址30执行R0 +R1= R1 PC中的内容经取指过程中加1操作已变为05，所以地址寄存器中存入了05，然后PC+1→PC （PC变为06） 为取下一条内存内容做好准备。下一个微指令为JP无条件转移，地址由微指令的高八位给出，高八位为0000 0000所以微地址转向00，再次进行取指令。
在3#RAM的05地址中取出MOV3指令41放进机器指令寄存器，取出指令后PC+1→PC（06）为取下一条内存内容做好准备，再按一次单脉冲键执行QJP及按操作码转移，此时指令寄存器中存放的为41 操作码为0100，所以转移后高四位为：0100 低四位为全零：0000 。后继地址形成逻辑的输出0100 0000 ，因此时置数有效微地址输出为40（十六进制）。
根据微地址40执行R0→MAR（R0中的数据作为写内存地址）。 PC中的内容经取指过程中加1操作已变为06，所以地址寄存器中存入了06，然后将内存中地址为03的数据传送至R1→RAM 下一步为PC→MAR存入的为06。下一个微指令为JP无条件转移，地址由微指令的高八位给出，高八位为0000 0000，所以微地址转向00，再次进行取指令。
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至此MOV1 MOV2 ADD MOV3 均执行完毕完成了两个数的相加操作。如果是07+02=09那么内存的07号地址中就存放了相加结果09。
总图：
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输入输出说明：
USB0-7 为内存的数据线当WR为1时可以写内存，同时加法器的输出也接到这八根线上结合输出分配可将数据送到R0 、R1、PC、IR 、MAR 中的一个或一个也不送。 AD0-7 为内存的地址线。
UAD0-7为ROM2和ROM1的共用地址
μIR0-15为ROM2和ROM1的输出其具体输出什么由其地址决定。 WR RD为内存的读写控制 P1为单脉冲
Rst2为复位键，可对PC,μPC.,MAR进行复位。 UPC和P控制ROM2和ROM1读和读出
MD0-7为ROM3的输出其中的数据由此输出。
二四译码器：
二四译码器元件符号
二四译码的输出控制选择器A、B数据通路，二四译码器的作用在这里是一个多路数据开关。
三八译码器逻辑：
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计算机组成原理课程设计报告2
