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基于微程序控制的设计8位模型计算机方案

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简介:
本项目设计了一种基于微程序控制的8位模型计算机方案,旨在研究和教学中提供一个简洁高效的硬件架构。通过详细阐述微指令集、存储结构及控制系统,该方案为学生和研究人员理解计算机体系结构的基本原理提供了宝贵的实践平台。 在设计指令系统时,需要考虑其完备性、有效性及规整性,并明确列出所有包含的指令及其格式。 模型机框图的设计主要集中在数据通路的选择上,具体包括: 1. 寄存器位数; 2. 总线宽度; 3. ALU(算术逻辑单元)位数以及它支持的操作功能; 4. 微命令设置,明确各标识的含义。 接下来需要决定控制器类型是采用组合逻辑控制器还是微程序控制器。然后绘制指令流程图,并安排操作时间表或设计微指令格式,具体取决于所选类型的控制器。 对于组合逻辑控制器,需进行微操作信号综合与优化;而对于微程序控制器,则要编写相应的微程序。 最后一步包括用VHDL语言编写源代码并将其附录中。模块说明应放在VHDL实现部分阐述。此外还要完成调试仿真工作。

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    本项目设计了一种基于微程序控制的8位模型计算机方案,旨在研究和教学中提供一个简洁高效的硬件架构。通过详细阐述微指令集、存储结构及控制系统,该方案为学生和研究人员理解计算机体系结构的基本原理提供了宝贵的实践平台。 在设计指令系统时,需要考虑其完备性、有效性及规整性,并明确列出所有包含的指令及其格式。 模型机框图的设计主要集中在数据通路的选择上,具体包括: 1. 寄存器位数; 2. 总线宽度; 3. ALU(算术逻辑单元)位数以及它支持的操作功能; 4. 微命令设置,明确各标识的含义。 接下来需要决定控制器类型是采用组合逻辑控制器还是微程序控制器。然后绘制指令流程图,并安排操作时间表或设计微指令格式,具体取决于所选类型的控制器。 对于组合逻辑控制器,需进行微操作信号综合与优化;而对于微程序控制器,则要编写相应的微程序。 最后一步包括用VHDL语言编写源代码并将其附录中。模块说明应放在VHDL实现部分阐述。此外还要完成调试仿真工作。
  • Proteus8
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    本项目基于Proteus平台设计并实现了一台虚拟8位模型计算机,旨在探索基本硬件结构和工作原理,适用于教学与研究。 设计并调试一台模型计算机需要完整的电路图和操作说明书,并使用Proteus软件进行单片机自动编程。首先将RAM、AR以及INPUT的开关全部拨到下面位置,地址转移逻辑的logicstate设置为1,微地址的logicstate设为0,然后加载程序至单片机中并运行该程序。在完成程序编写后,请复位上述提到的所有开关。 执行结果是input中的数据x加一。显示微地址的过程如下:01 02 1001 02 11 03 04 05 06,之后重复这个序列并循环进行:07、15;接着继续为:16、17、25;最后是:26。这一系列的微地址显示将不断循环执行。
  • Logisim8组成原理课
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    本项目基于开源硬件模拟器Logisim,设计并实现了一台8位模型计算机。通过该课程设计,学生能够深入了解计算机组成原理及硬件工作流程。 本资源包含了基于Logisim软件的8位模型计算机的设计源文件。该设计包括多个逻辑单元:算术逻辑运算单元(ALU)、加减器、控制单元、CPU、时序发生器、循环累加器和取指令单元等。下载后可直接使用Logisim打开,欢迎参考学习。
  • 8Verilog——数字逻辑课
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    本项目旨在通过Verilog语言实现一个8位模型计算机的设计与模拟,适用于深入学习和实践数字逻辑课程中的原理与技术。 利用Verilog编写的简单8位模型机具备加、减、与、或功能。该设计包括详细的设计思路及具体的实现方法,并提供完整的工程文件以及文档解析讲解。具体模块包含节拍产生器、控制器、算术逻辑运算单元(ALU)、累加器(ACC)、地址寄存器(MAR)、程序计数器(PC)、数据寄存器(DR)、存储器ROM和时钟信号源,还有指令寄存器IR。
  • PWM电生成
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    本研究提出了一种基于模型设计的脉宽调制(PWM)电机控制程序自动生成技术,旨在优化电机控制系统的设计流程与性能表现。 压缩文件包含基于Simulink生成嵌入式代码的相关文档、仿真模型以及生成的代码。这些源码及模型是基于模型设计的重要参考资料。 适合人群:希望学习如何通过Simulink自动生成嵌入式代码的人群可以下载研究,但建议有一定的Simulink使用基础,对初学者来说可能有一定难度。 能学到什么:掌握嵌入式代码自动生成的Simulink模型配置方法、接口函数、关键参数变量以及内置DSP型号的预先设定等知识点。同时还能学会如何自动优化生成效率和功能兼备的代码。 该文件介绍了一种方法及思路,所配置的DSP可能无法满足所有人的需求,但通过认真研习这些模型,可以掌握代码自动生成的一般路径,并希望能对需要的人群起到一定的帮助作用。
  • 8AVRPID
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    本项目介绍了一种基于8位AVR微控制器实现PID(比例-积分-微分)算法的控制程序。通过优化代码和参数调整,实现了高效稳定的自动控制系统,适用于多种工业自动化场景。 本段落探讨了在内存与处理器速度有限的8位AVR单片机平台上实现简单PID控制程序的设计方法和技术。文中详细介绍了使用整数运算替代浮点运算以提升运行效率的技术措施,以及PID控制逻辑及其各组成部分的数据结构设计等内容,并提供了一个完整的源代码示例和关键要素解释。 适合希望在单片机环境中掌握PID算法实施技术的初学者及从事嵌入式系统研发的专业人员。本段落的应用场景包括电机或硬件设备的有效控制等嵌入式系统的开发需求,同时也为理解单片机环境下的PID概念提供了指导。文中特别推荐读者关注PID系数调整指南和预防积分饱和错误的方法讨论。
  • 组原课8
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    本项目基于《计算机组成原理》课程设计要求,自主完成了一款8位模型机的设计与实现,涵盖硬件架构、指令集及软件应用等关键环节。 在Quartus II平台上使用硬件描述语言VHDL设计一个8位模型计算机,并采用微程序控制方式。
  • 8与实现——组成原理课报告
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    本设计报告基于《计算机组成原理》课程,详细探讨了8位模型计算机的设计与实现过程,涵盖了硬件架构和软件模拟两大部分。 一份获得“优秀”评价的完整报告包括以下内容: 一、课题的主要功能。 二、设计方案: 1. 模型机的逻辑框图; 2. 模型机的数据格式与指令系统; 3. 模型机的寻址方式; 4. 指令执行流程; 5. 微操作控制信号及其实现方法。 三、主要功能的具体实现。 四、各功能部件的VHDL代码编写及仿真波形展示。 五、实验总结。
  • 简单——组成原理课
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    本课程设计围绕基于简化模型机的微程序设计展开,旨在通过实践加深学生对计算机组成原理的理解。学生将学习并实现基本指令集的微操作序列编码,掌握硬件控制逻辑的设计方法,并通过实验验证所设计微程序的功能正确性。此项目不仅强化了理论知识的应用能力,还培养了解决复杂问题的实际技能。 在原有5条机器指令的基础上增加实现下述各功能的机器指令,设计相应的机器指令格式,并改写原来的微程序以使其能够运行所有的机器指令。
  • 组成课简单实现
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    本课程设计围绕基于微程序控制的简单模型机进行,旨在通过实践加深学生对计算机硬件结构及指令执行过程的理解。 山东大学计算机组成课程设计的第三个实验是关于微程序实现的模型机。压缩包内包含了Quartus II 8.1项目的文件,实现了加、减、乘、与、或、非、自增一以及异或等指令的功能。将项目和微指令导入后即可运行。