微程序控制器的简单计算机系统设计:基于6116、74LS系列芯片

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"选用芯片-中高层大气测风激光雷达数据采集系统" 这篇文档是关于一个计算机科学与技术专业学生的课程设计报告,主题是基于微程序控制器的简单计算机系统设计与实现。学生通过选用不同的数字集成电路芯片来构建计算机的各个组成部分,如运算器、存储器、地址计数器、指令寄存器、控存以及时序逻辑电路。 在选用的芯片中,我们可以看到以下关键组件: 1. **6116 RAM**:这是一种动态随机存取存储器(DRAM),用于临时存储数据,但断电后会丢失信息。 2. **74LS373**:这是一款锁存器,用于保持数据,即使在时钟信号改变时也能保持稳定状态。 3. **74LS244**:原码三态输出缓冲器,主要用于信号的传输,但不具有保持功能。 4. **74LS181**:这是一款四运算器芯片,可用于执行算术和逻辑运算。 5. **74LS161**:同步四位计数器,可以设置初始值和清零,常用于计数和定时应用。 6. **74LS157**:四输入二选一选择器,用于数据选择和路由。 7. **74LS395**:四位寄存器,用于数据的暂存和传递。 8. **2816 ROM**:只读存储器(ROM),在断电后仍能保留数据。 9. **7474**:双D触发器,正沿触发,用于存储和保持二进制数据,这里用于产生周期信号M1和M2。 在设计过程中,学生需要理解这些芯片的功能,并将它们集成到计算机的不同模块中。硬件设计部分涵盖了运算器、存储器(包括内存和控存)、地址计数器、指令寄存器以及时序逻辑电路的详细设计。软件设计则涉及机器指令设计和微程序设计,包括指令格式、微指令格式以及它们与周期和节拍的关系。 在实验过程中,学生进行了硬件连接、数据通路调试、主控存编写、时序电路下载以及指令的单步和连续执行测试。这个项目不仅锻炼了学生对数字逻辑和计算机体系结构的理解,也提升了他们的实践操作技能。 整个报告还包含了设计的目的、任务、要求、流程、成绩评定标准、时间安排、参考文献,以及实验过程中的问题和解决方案,充分展示了计算机科学教育中理论与实践的结合。