八位教學模型機的研究與設計.pdf

1、“計算機組成原理”是計算機專業(yè)的一門重要課程。該課程涉及學科知識較多，需要硬件，軟件，數(shù)字電路，程序設計方法學等課程的支撐，對學生的綜合理解能力要求較高。親自參與該門課程實驗的設計是學好這門課程的一個非常有效的方法，因此，該課程的實驗教學也越來越受到各所高校的重視。教學模型機設計是該門課程的重要實踐環(huán)節(jié)，只有親自動手參與設計一臺模型計算機，學生才能深刻理解該課程的相關知識原理，才能從根本上理解計算機的工作過程。該模型機的設計主要是為了學

2、生對《計算機組成原理》這門課程所講述的相關知識進行實踐，培養(yǎng)和訓練學生在數(shù)字電路硬件設計方面的動手能力和邏輯思維能力，提高學生分析問題和解決問題的能力，加深學生的整機概念。
　　本模型機采用數(shù)字電路的設計方法，在深刻理解原理的基礎上熟悉各種芯片的工作方式，然后利用Protel99SE進行原理圖設計、板圖設計，后期進行焊接和電路調試，最后進行整機調試和程序驗證。模型機采用單總線結構，數(shù)據通路為八位。模型機設計分為時序電路部分，存儲器

3、部分，運算器部分，微程序控制器部分四個模塊。筆者在存儲器模塊更換了存儲體，并據此重新設計了電路；在運算器模塊增加了暫存器SB的顯示裝置，根據指令的不同撰寫了不同的實驗操作步驟；在時序脈沖模塊重新設計了脈沖源，并且設計了新的時序周期m6、m5、m1、m2、m3、m4；在微程序控制模塊，采用ROM拼接的方法實現(xiàn)微指令的一次性讀取，并將所有的微程序重新進行寫控制存儲器操作，微指令地址也進行了重新的分配。最后，在整機調試成功后，筆者利用匯編程序