基于总线课程设计报告

课程设计报告课程设计题目：基于TDNCM++的总线控制设计姓名：刘传宝学院：信息工程专业：信息安全班级：1122301学号：201120230137指导教师：汪宇玲2014年01月05日目录一、引言..........................................................................................3二、课题研究意义及方法................................................................3三、详细设计....................................................................................31、课程设计目的........................................................................32、设备.........................................................................................33、课程设计内容........................................................................34、详细设计步骤........................................................................4四、运行结果....................................................................................8五、心得体会....................................................................................5六，参考文献………………………………………………………8一、引言在工程上及控制系统中，常常要求有一些实时时钟，以实现定时或延时控制，如定时中断，定时检测，定时扫描等，还要求有计数器能对外部事件计数。要实现定时或延时控制，有三种主要方法：软件定时、不可编程的硬件定时、可编程的硬件定时器。其中可编程定时器电路的定时值及其范围可以很容易地由软件来确定和改变，功能较强，使用灵活。Intel的定时器／计数器为可编程定时器PIT，型号为8253，就是为完成上述功能而设计出来的一种电路。二、课题研究意义及方法实现定时的方法可分为软件定时和硬件定时两种。软件定时就是让机器执行一个程序段，这个程序段本身并没有具体的执行目的，但由于执行每一条指令都需要一定的时间，则执行一个已定的程序段就需要一个固定的时间。软件定时的优点是不需要增加硬件设备，且定时时间改变灵活，只要改变子程序的执行时间即可。硬件定时又分为不可编程硬件定时和可编程硬件定时。对不可编程的硬件定时方法，可采用如定时器555外接定时部件构成。这种定时的优点是电路一般比较简单，定时期间不占用CPU资源。可编程的计数器是为了方便计算机系统的设计和应用而研制的，很容易和系统总线连接。8253的记数初值是决定记数次序的，根据输出信号的不同，计算方法可分为两种情况。当输出信号为连续的周期波时：假设计数器输入信号CLK的频率为F（CLK），要求OUT端输出信号的频率为F（OUT），则记数初值N的计算公式为：N=F（CLK）/F（OUT）当计数器工作在一次性有效的定时方式时：如希望的定时时间为T，则记数初值N的计算公式为：N=F（CLK）*T。三、详细设计1、课程设计目的掌握总线仲裁的方式及其方法。2、设备1．TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一台。2．PC微机一台。3、课程设计内容关于总线的仲裁问题是由人为控制的，本实验将设计一个控制逻辑，来实现总线仲裁功能。设计将1中控制输出部件的使能输入端接入控制逻辑，然后由控制逻辑输出至各对应的模块。其中的输出设备有INPUT、RAM及R0，这里设其优先级依次降低，即INPUTDEVICE设备的优先级最高，当它输出有效时，即使给其他输出设备输入有效的输出信号也不能将数据输出至总线。其他设备依次类推。这样可以避免几个设备若同时输出数据至总线时的冲突，造成器件损坏。设计规定总线控制逻辑在CPLD1032中定义的管脚如图1。图14、详细设计步骤1．用ABEL语言设计上述控制逻辑。2．在ispDesignEXPERT环境下编辑并编译上述所设计的源程序，并将生成的JED文件下载至CPLD中。3．按图2连接设计接线。4．具体实验操作步骤同上小节。分析两个设计在总线控制上的不同。图2总线信息传输图5．指令系统及微程序（1）。机器指令$P0000$P010A$P02F0$P0303$P0444$P05F0$P0600$P0760$P0A16（2）微程序指令$M00018108$M0101ED82$M0200C050$M0300A004$M0400E0A0$M0500E006$M0600A007$M0700E0A0$M0801ED8A$M0901ED8C$M0A00A03B$M0B018001$M0C00203C$M0D00A00E$M0E01B60F$M0F95EA25$M1001ED83$M1101ED85$M1201ED8D$M1301EDA6$M14001001$M15030401$M16018016$M173D9A01$M18019201$M1901A22A$M1A01B22C$M1B01A232$M1C01A233$M1D01A236$M1E01EDB7$M1F01EDB9$M20009001$M21028401$M2205DB81$M230180E4$M24018001$M2595AAA0$M2600A027$M2701BC28$M2895EA29$M2995AAA0$M2A01B42B$M2B959B41$M2C01A42D$M2D65AB6E$M2E0D9A01$M2F01AA30$M300D8171$M31959B41$M32019A01$M3301B435$M3405DB81$M35B99B41$M360D9A01$M3700E038$M38011001$M3900E03A$M3A030201$M3B070A08$M3C068A096.操作步骤1)首先应关闭所有三态门（SW-B=1，CE=1，R0-B=1，LED-B=1），并将关联的信号置为：LDAR=0，LDR0=0，W/R（RAM）=1，W/R（LED）=1。2)输入设备将数据68H(01101000)送到寄存R0中关闭R0寄存器输出三态门：R0-B=_1__从数据开关送数据给总线：SW-B=__0_将总线数据存入R0寄存器：LDR0=_0_-_1_-_0_关闭输入设备：SW-B=_1__3)输入设备将数据22H(00100010)送到地址寄存AR中从数据开关送数据给总线：SW-B=_0__将总线数据存入AR寄存器中LDAR=_0_-_1_-_0_关闭输入设备：SW-B=_1_4)将寄存器R0中存放的数据写入存储器RAM关闭输入设备：SW-B=_1_从R0寄存器读数据到总线：LDR0=__0_，R0-B=_0_选择读或写存储器：WE=__0__打开存储器片选信号：CE=_0__写入存储器WE=_1_-_0_-_1_关闭存储器片选信号：CE=_1__关闭R0寄存器：R0-B=__1_5)将存储器的数据用输出设备显示。选择读或写存储器：WE=__1__打开存储器片选信号：CE=__0__打开输出设备LED控制信号：LEB-B=_0_选择输出设备LED读或写信号：W/R=_1_-_0_-_1_关闭存储器片选信号：CE=_1__图3四、运行结果最后在LED显示的是68H五、心得体会通过这次的计算机组成原理的课程设计，我对计算机内部元件的工作原理有了进一步的了解与认识。许多在课堂上没有听懂，没有学会的知识在课程设计的过程中暴露无遗，不过积极的方面是通过课程设计，我把这些知识上的明显漏洞给补上了。在此次课程设计过程中，我们通过查阅资料，自学和与同学交流经验，并向老师请教等方式，综合运用所学知识,发现、提出、分析和解决实际问题,锻炼了实践能力，对我们的实际工作能力有了具体的训练和考察。在给同学讲解的过程中，深刻理解了所学知识，也培养了我们团队合作的能力，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我们充分体会到了创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。通过这次课程设计使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，通过这次课程设计之后，把以前所学过的知识重新温故。这次课程设计终于顺利完成了，设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。设计结束了，从中我们也学到了不少知识.虽然计算机组成原理与体系结构的课程设计与学习已经结束,可我们学习之路并没有结束,我们会继续努力学习其相关的知识,以适应社会的发展与需要.这样才能真正成为一名合格的大学生。六.参考文献：计算机组成与系统结构（白中英主编）东华理工大学信工学院课程设计评分表学生姓名：刘传宝班级：1122301学号：201120230137课程设计题目：基于TDNCM++的总线控制设计项目内容满分实评选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求（5人一题）10工作量适中，难易度合理10能力水平能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力10理论依据充分，数据准确，公式推导正确10能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等10能体现创造性思维，或有独特见解10成果质量总体设计正确、合理，各项技术指标符合要求。10说明书综述简练完整，概念清楚、立论正确、技术用语准确、结论严谨合理；分析处理科学、条理分明、语言流畅、结构严谨、版面清晰10设计说明书栏目齐全、合理，符号统一、编号齐全。格式、绘图、表格、插图等规范准确，符合国家标准10有一定篇幅，字符数不少于500010总分100指导教师评语：指导教师签名：年月日