东北大学秦皇岛分校
计算机与通信工程学院
计算机组成原理课程设计
专业名称班级学号学生姓名指导教师设计时间
f课程设计任务书
专业：学号：学生姓名：
设计题目：指令系统及七段译码器设计
一、设计实验条件
综合楼硬件：PC机软件：Xili
xISEModelSim汇编语言：VHDL
二、设计任务及要求
1指令：19、25、42号指令；2七段译码器34位BCD码加法器
4要求：总线结构：单总线，数据总线位数8位、地址总线8位；存储器：内存容量64K8bit控制器：用硬连线控制器实现26位微操作控制信号运算器：单累加器，实现加、减等8种操作外设：输入：用开关输入二进制量输出：7段数码管和LED显示指令系统规模：64条指令，7种类型，5种寻址方式
三、设计报告的内容
1、指令系统设计：本次课程设计要设计的指令是第19、25、42号指令，要清楚各条指令的功能、指令类型、
寻址方式等内容，本次设计用到的指令的相关内容如表1所示
f表1本次要设计的指令
指令编
助记符
指令类型
功能
号
19SUBCAMM算术运算指令从累加器A中减去寄存器MM地址的值，减进
位
25ORAR逻辑运算指令累加器A“或”寄存器R的值
42JZ
MM
逻辑运算指令当零标志R_Z1时跳转到MM地址
2、模型机硬件设计：七段译码器因为计算机输出的是BCD码，要想在数码管上显示十进制数，就必须先把BCD码
转换成7段字型数码管所要求的代码。我们把能够将计算机输出的BCD码换成7段字型代码，并使数码管显示出十进制数的电路称为“七段字型译码器”。
3、逻辑电路设计：4位BCD码加法器加法器定义实现多位二进制数相加的电路称为加法器，它能解决二进制中1110的功
能。
【系统设计】
1、模型机逻辑框图（整机逻辑框图、芯片引脚及CPU逻辑框图如下图1、图2、图3所示）
f图1整机逻辑框图图2芯片引脚
f2、指令系统设计指令类型及寻址方式见表1
图3CPU逻辑框图
3、微操作控制信号1、XRD：外部设备读信号，当给出了外设的地址后，输出此信号，从指外设读数据。2、EMWR：程序存储器EM写信号。3、EMRD：程序存储器EM读信号。4、PCOE：将程序计数器PC的值送到地址总线ABUS上MAR。5、EMEN：将程序存储器EM与数据总线DBUS接通，由EMWR和EMRD决定是将DBUS数据写到EM中，还是从EM读出数据送到DBUS。6、IREN：将程序存储器EM读出的数据打入指令寄存器IR。7、EINT：中断返回时清除中断响应和中断请求标志，便于下次中断。8、ELP：PC打入允许，与指令寄存器IR3、IR2位结合，控制程序跳转。9、FSTC：r