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课 程 设 计
课程名称 计算机组成原理
题 目 模型机设计与实现
2016 年 6 月 26日
课程设计任务书
设计题目： 模型机设计与实现 设计目的：
利用基本模型机的构建与调试实验，完整地建立计算机硬件的整机模 型，掌握CPU的基本结构和控制流程，掌握指令执行的基本过程。
设计任务 （在规定的时间内完成下列任务） 1.掌握CISC微控制器功能与微指令格式 2.设计五条机器指令,并编写对应的微程序
3.在TDN-CM+教学实验系统中调试机器指令程序,确认运行结果 时间安排（集中时间）
1.第18周周一(1-4):全体集中讲解课程设计原理与方法 2.第18周周一～周四(1-4):分班调试，撰写设计报告 3.第18周周五：验收及答辩。 具体要求
1.周一：熟悉任务，掌握设备 2.周一：完成模型机的实验线路连接 3.周二：调试模型机，记录实验结果 4.周三：拟定课程设计报告大纲
5.周四、五：撰写并打印课程设计报告 指导教师签名： 2016年6月29日
教研室主任签名： 2016年 月 日
1. 实验目的
1.1 在掌握部件单元电路实验的基础上，进一步将其组成系统构造一台基本模型计算机。 1.2 为其定义五条机器指令，并编写相应的微程序，具体上机调试掌握整机概念。
2. 实验设备：
2.1 TDN-CM+或 TDN-CM++教学实验系统一台。 2.2 PC 微机一台。
3. 实验原理：
部件实验过程中，各部件单元的控制信号是人为模拟产生的，而本次实验将在微程序 控制下自动产生各部件单元控制信号，实现特定指令的功能。这里，计算机数据通路的控制 将由微程序控制器来完成，CPU 从内存中取出一条机器指令到指令执行结束的一个指令周期 全部由微指令组成的序列来完成，即一条机器指令对应一段微程序。
本实验采用五条机器指令：IN（输入） 、ADD（二进制加法） 、STA（存数） 、OUT（输 出） 、JMP（无条件转移） 、其指令格式如下（前４位为操作码） ：
其中IN为单字长（８位），其余为双字长指令，××××××××为addr对应的二进制地址码。
为了向 RAM 中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，还必须设计 三个控制台操作微程序。
存储器读操作（KRD ）：拨动总清开关 CLR 后，控制台开关 SWB、SWA 为“００”时， 按 START 微动开关，可对 RAM 连续手动读操作。
存储器写操作（KWE）：拨动总清开关 CLR 后，控制台开关 SWB、SWA 置为“０１” 时，按 START 微动开关可对 RAM 进行连续手动写入。
启动程序：拨动总清开关 CLR 后，控制台开关 SWB、SWA 置为“１１”时，按 START微动开关，即可转入到第 01 号“取址”微指令，启动程序运行。
上述三条控制台指令用两个开关 SWB、SWA 的状态来设置，其定义如下：
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