8位CPU指令集详解：控制信号与功能示例

本文档主要介绍了一个8位CPU指令集，包括控制信号集和一系列操作指令。该指令集针对的是一种具有简单算术逻辑单元(ALU)和存储器访问功能的处理器。指令集包含以下几个关键部分： 1. 控制信号集：指令集控制信号通过一组二进制位I7-I0表示，其中I7代表pc_en(程序计数器使能)，I6对应reg_en(寄存器使能)，I5-I3用于alu_in_sel(算术逻辑单元输入选择)，I2-I0则定义alu_func_sel(算术逻辑运算函数选择)。这些信号共同决定了指令的执行流程。 2. 指令格式：指令由操作码和操作数组成。例如，"ADDDR,SR"表示将DR与SR相加并将结果写回DR，是二元操作指令，需要两个操作数，用两个控制位表示。指令如"NEGDR"执行无符号负数运算，"ROLDR"和"RORDR"则分别进行循环左移和循环右移操作，支持位操作。 3. 数据处理：指令"DR<-DR+SR"、"DR<-DR-SR"和"DR<-DRandSR"展示了加法、减法和按位与运算，这些都是基于ALU的算术操作。同时，还有对标志位C的处理，如"STC"置位标志位，"CLC"清零标志位。 4. 条件转移：指令"JRADR"和"JRCADR"用于无条件和条件跳转，其中JRCADR会在C标志位为1时执行跳转。此外，还有无条件跳转到特定地址的"JMPAADR"和"adr"操作。 5. 寄存器操作："MVRDR0,25"和"MVRDR1,6"是数据移动指令，用于将数据从一个寄存器复制到另一个寄存器。而"REG_TESTA"和"REG_TESTB"可能是寄存器状态的测试输出，"RCLR0"和"RCRR1"则是清除和循环右移寄存器内容的指令。 6. 测试部分：文档提供了实际的测试代码和结果，证明了新添加的五条指令能够正确执行，验证了指令集的功能性。 这篇文档深入剖析了一个8位CPU的指令集结构及其工作原理，对于理解和实现低级计算机系统设计具有重要参考价值。通过掌握这些指令，程序员可以控制CPU进行基本的数据运算和控制流程，是学习和研究微控制器或嵌入式系统设计的基础材料。