计算机组成原理课程设计指导书级精要.doc

实验安排 18~19周“计算机组成原理与接口技术课程设计”安排在计算中心222：计算机1-5班，网络1班220：网络2-3班，物联网1-2班 330信息安全1-3及潇湘计算机01计算机组成原理与接口技术 课程设计指导书 适用年级及班级：计算机科学与工程学院13级各班 湖南科技大学计算机科学与工程学院 2014年12月 前言 《计算机组成原理与接口技术》是计算机相关专业的非常重要的一门专业基础课，同时也是一门实践性很强的课程，计算机组成和运行机制方面以及外设接口的许多基本概念、基本原理、基本设计和分析方法都需要在实践中进一步加深理解，同时在实践中提高学生的实际应用能力。“计算机组成原理与接口技术课程设计”是与《计算机组成原理与接口技术》课堂教学同等重要的环节，希望通过课程设计，使学生对《计算机组成原理与接口技术》课程有一个更加全面、深刻的认识，并能初步建立较完整的计算机整机系统概念，培养学生独立思维意识、提高学生实际动手能力和解决实际问题的能力。 “计算机组成原理与接口技术课程设计”开设这么多年来，主要使用朱更明老师组织编写的、基于EWB(Electronics Workbench)5.0平台的课程设计指导书，而该软件近年来已经改名并发展到Multisim 13.x版本，因此我在原来课程设计指导书基础上进行了修改，改为针对Multisim软件进行介绍，并重点对运算器实验电路重新设计、制作以适用软件版本的改变。如果在教学实验过程中有什么问题，希望大家指出以利改进。 另外接口技术部分的实验则采用“微机接口网上虚拟实验室”实现，该虚拟实验室来自海军航空工程学院青岛分院计算机教研室，在此向他们表示感谢。 由于课时问题，关于汇编编程和接口部分没有进行充分的介绍，希望同学们自行查阅相关资料，尽量更多更深了解各接口芯片(特别是8255A)工作原理以及编程等相关知识，看懂源程序并能按要求进行修改或编写及调试源程序。 第一部分 实验平台 Multisim软件 （一）简介 随着电子技术和计算机技术的发展，电子产品已与计算机紧密相连，电子产品的智能化日益完善，电路的集成度越来越高，而产品的更新周期却越来越短。电子设计自动化（EDA）技术，使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。EDA是在计算机辅助设计（CAD）技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件相比，EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快，而且操作界面友善，有良好的数据开放性和互换性。　　MultiSimElectronics Workbench (EWB)发展而来，该软件是加拿大Interactive Image Technologies公司于八十年代末、九十年代初推出的电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，Spice仿真功能、VHDL|Verilog设计接口与仿真功能、FPGA|CPLD综合、RF设计能力和后处理功能，还可以进行从原理图到PCB布线工具包（如：Electronics Workbench的Ultiboard2001）的无缝隙数据传输。它具有这样一些特点：（1）采用直观的图形界面创建电路：在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从屏幕上选取；（2）软件仪器的控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果。（3）软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法。（4）作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析、设计和制板软件交换数据。（5）还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。　　因此非常适合电子类课程的教学和实验这里初步知识，基本操作方法，/multisim/zhs/ 　 Parts Bin）,单击它可以打开元件族工具栏（此工具栏中包含每一元件族中所含的元件按钮，以元件符号区分）。绿色的是虚拟元件，是可以随意改变参数的。黑色元件是有封装的真实元件，参数是确定的，不可以改变； 右边为仪表栏，在本课程设计过程中基本上不要用； 右上角“开关”即“仿真开关”，当然也可在菜单中找到该命令。 图1-1 Multisim界面示意图 放置元件 利用元件工具栏放置元件，这是放置元件的一般方法。也可以用Place|Place Component放置元件，当不知道要放置的元件包含在哪个元件箱中时这种方法很有用。以放置电源为例进行说明。 将鼠标指向单击电源工具按钮（要点：在按钮上移动鼠标会显示按钮所代表的元件族的名称）；然后在Family中点击POWER_SOURCES：然后在Component中点击VCC；再将鼠标移到要放