计算机组成原理课程设计(实训)报告书.doc
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1、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: 简单的计算机系统的设计与实现 专 业: 计算机应用于技术 班 级: 姓 名: 学 号: 指导老师: 设计时间:2012年4月9日 2012年4月13日目 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44.1 框图44.2芯片分析54.3 测试步骤85 实验结果96课程设计问题及解决方案97心得体会118参考文献121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
2、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。3实验任务1. 本次课程设计主要基于PROTEUS软件进行模拟仿真,要求对软件本身的功能及使用方法有一定的了解;2. 要完成项目,需要使用各类芯片。要求学生自行搜索学习芯片的相关的知识,熟悉芯片的功能及引脚图,掌握芯片的接线方式。3. 画出自己所设计计算机系统的原理框图和器件连接图
3、,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;4. 利用PROTEUS模拟仿真,布线、调试、验收。4设计过程4.1 框图 第一步 输出 74ls181 74ls181 寄存器 寄存器 输入第二步 74ls373 6116 输出74ls373 74ls373 输入4.2芯片分析74ls181: 74LS181管脚分配 74LS181输出端功能符号74LS181功能表如下表,其中符号“”表示逻辑“或”运算,符号“*”表示逻辑“与”运算,符号“/”表示逻辑“非”运算,符号“加”表示算术加运算,符号“减”表示算术减运算。 选择 M=1
4、 逻辑操作 M=0 算术操作S3 S2 S1 S0Cn=1(无进位)Cn=0(有进位)0 0 0 0F=/A F=AF=A加10 0 0 1F=/(A+B)F=A+BF=(A+B)加10 0 1 0F=/A*BF=A+/BF=(A+/B)加10 0 1 1F=0F=减1(2的补)F=00 1 0 0F=/(A*B)F=A加A*/BF=A加A*/B加10 1 0 1F=/BF=(A+B)加A*/BF=(A+B) 加A*/B加1 0 1 1 0F=(/A*B+A*/B) F=A减B减1F=A减B0 1 1 1F=A*/BF=A*/B减1F=A*/B1 0 0 0F=/A+BF=A加A*BF=A加A
5、 *B加1 1 0 0 1F=/(/A*B+A*/B)F=A加BF=A加B加1 1 0 1 0F=BF=(A+/B)加A*BF=(A+/B)加A*B加11 0 1 1 F=A*BF=A*B减1F=A*B 1 1 0 0F=1F=A加AF=A加A 加11 1 0 1F=A+/BF=(A+B)加AF=(A+B)加A加1 1 1 1 0F=A+BF=(A+/B)加AF=(A+/B)加A加11 1 1 1F=AF=A减1F=A 74LS181功能表 6116芯片 静态RAM-6116引脚功能及管脚定义图6116是2K*8位静态随机存储器芯片,采用CMOS工艺制造,单一+5V供电,额定功耗160mW,典
6、型存取时间200ns,24线双列直插式封装.各引脚含义如下:A0-A10为地址线;CE是片选线;OE是读允许线;WE是写允许线.6116的操作方式如下:CEOEWE方式D0-D7H*未选中高阻LLH读DoutLHL写DinLLL写Din静态RAM-6116 引脚功能及管脚定义图6116是2K*8位静态随机存储器芯片,采用CMOS工艺制造,单一+5V供电,额定功耗160mW,典型存取时间200ns,24线双列直插式封装.各引脚含义如下:A0-A10为地址线;CE是片选线;R是读允许线;W是写允许线. 6116引脚分配图 6116功能表 74ls373功能简介: 74ls373是常用的地址锁存器芯
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