第六章中央处理器(硬布线控制器设计)

计算机组成原理

第六章中央处理器

6.8 硬布线控制器设计（1）

1基本原理

?将控制器看成产生固定时序控制信号的逻辑电路

?

?输出信号：功能部件控制信号序列

?设计目标：最少元件，最快速度

?理论基础：布尔代数

?组成器件：门电路，触发器

指令

译码

微操作控制信号序列

指

令

寄

存

器

IR

反馈信号

I1

I m

n

B1

B j

ID

硬布线控制器

CLK

机器指令字→控制器信号序列

2

单总线结构CPU

ID

操作控制器

时序部件

PC

PC in PC out IR in IR IR out +1ALU

X

Z

A

B

ADD X in

Z out

SUB

R0in R2

R1R0

R0out

R1in R1out R2in R2out

MEM

AR

DR

W rite R ead

AR in

DR in

DR out

DRE out

DRE in 总线

：数据流：控制流

操作控制信号

…

1.LOAD R0,6#

2.MOVE R1,10

3.ADD R0,R1

4.STORE R0,(R2)

5.JMP 1000

3单总线结构CPU指令周期

取指令周期

执行周期?定长指令周期：传统三级时序

◆2个机器周期，8个时钟周期、慢、设计简单?变长指令周期：现代时序

◆

时钟周期数可变，快，设计复杂

节拍脉冲

T 3T 4

T 2

T 1

取指执行

固定2个机器周期，8个时钟节拍

构建时序产生器

输出：M IF ，M EX ，T1，T2，T3，T4

4

定长指令周期时序产生器传统三级时序

时序产生器

S 0

T1=1M IF =1

取指令周期

S 1

T2=1M IF =1

S 2

T3=1M IF =1

S 3

T4=1M IF =1

S 4

T1=1M EX =1

执行指令周期

S 5

T2=1M EX =1

S 6

T3=1M EX =1

S 7

T4=1M EX =1

5

时序产生器状态机

首先实现状态机构建时序产生器

M IF T1M EX T2T3T4

时序产生器组合逻辑

现态

状态机组合逻辑

状态寄存器

时钟CLK

现态

次态

次态

6

硬布线控制器基本架构

时序产生器

指令寄存器

反馈信号

M 1

M i T 1

T k

I 1

I m

微操作控制信号序列

1

B 1B j

启动/停止/复位

时序产生器循环产生周期电位、节拍电位，供控制器对信号进行时间调制

ID

硬布线控制器

组合逻辑线路

时钟CLK

C n =?m,i,k,j

I m ?M i ?T k ?B j

指令译码

节拍控制信号T1PC out , AR in , X in

T2+1,Read

T3Z out , PC in , DRE in,Read

T4

DR out , IR in

7

单总线CPU 控制信号生成

节拍

LOAD MOVE ADD STORE JMP T1IR out , AR in

IR out , R1in

R0out , X in R2out , AR in IR out , PC in

T2Read R1out ,ADD R0out , DR in T3DRE in ,Read Z out ,R0in

DRE out , Write

T4

DR out , R0in

取指令周期?Read = M IF · (T2+T3) + LOAD · M EX · (T2+T3)

?AR in = M IF · T1+ (LOAD+STORE )· M EX · T1

M IF

执行周期M EX

C n =?m,i,k,j

I m ?M i ?T k ?B j

8固定指令周期硬布线控制器设计过程

1.设计三级时序产生器：所有指令固定机器周期数，节拍数，

2.列出所有机器指令的指令周期流程图，明确每个节拍的控制信号；

3.找出产生同一微操作控制信号的条件；

4.写出各微操作控制信号的布尔表达式；

5.化简各表达式；

6.利用组合逻辑电路实现。C n=?

i

M i?T k?B j??

m

I m

谢谢!

微机原理课程设计_路灯控制设计(完整版)

1 设计任务描述 1.1设计题目 路灯控制设计 1.2设计内容 1）天黑时路灯电亮，天亮时路灯关闭。 2）用中断模拟天黑。 1.2.1 设计目的 通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行 软、硬件的设计，使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。为以后学生结 合专业从事微机应用设计奠定基础 1.2.2 设计要求 1）通过K O—K7和K++来输入。 2）用LED指示灯显示结果。 3）输出为1灯亮，输入为0灯灭。 2设计思路 本次微机原理课程设计我设计的是路灯控制器。通过中断信号来使路灯点亮，再经延时程序来使灯自动熄灭。然后重新回到初始状态。 我们用到的芯片是中断控制器8259和可编程并行接口8255这两种芯片再外加一个LED 显示单元及开关单元。用中断控制器8259的控制字来设置单片、边沿触发、非缓冲、非自动，用ICW4来设置IR7非屏蔽。 设置中断控制器8255的控制字，让它A口输出来显示灯亮，。由于我们没用到Ｂ口和Ｃ口，所以让Ｂ口输入C口高低四位均输出。 设置完控制字后，再使A口输出全为0（这时路灯初始状态为灭），接着让程序循环进入空操作。当天黑需要路灯亮时，按下中断（代表天黑），程序从循环执行空操作中中断出来，使A口输出从全为0变成全为1（这时路灯全亮），程序后面连接一个延迟子程序，来控制灯亮的时间。 最后到了程序该结束的时候了，A口输出从全1再次变为全0（这时路灯全灭，代表夜晚已过，天亮了）。这时程序本该结束了，程序结束后，又返回到中断控制器8259这部分，这样程序又可以通过按中断来控制灯亮，这样就简单又实用。 大体上程序主要分四大部分：输入部分，中断部分，延迟部分和输出部分。结合所学的知识外加查找相关资料，把这几大部分合理的连接起来，从而实现一个完整、功能强大的程序。 3 主要元器件介绍

计算机组成原理课程设计硬布线控制器的设计与实现

硬布线控制器的设计与调试 教学目的、任务与实验设备 教学目的 熟练掌握实验5和硬布线控制器的组成原理与应用。 复习和应用数据通路及逻辑表达式。 学习运用ISP（在系统编程）技术进行设计和调试的基本步骤和方法，熟 悉集成开发软件中设计调试工具的使用，体会ISP技术相对于传统开发技术的优点。 教学任务 按给定的数据格式和指令系统，在所提供的器件范围内，设计一台硬布线 控制器控制的模型计算机。 根据设计图纸，在通用实验台上进行组装，并调试成功。 在组装调试成功的基础上，整理出设计图纸和其他文件。 实验设备 微操作控制信号·····CnC1结果反馈信息指B1硬布线控制器指令（组合

逻辑网络）令Bn译寄码ispLSI1032E-70LJ84存模器块 T1W1T1W4启动 TJ停止节拍脉冲节拍电位/时钟发生器SKIP复位硬布线控制器结构方框图 计算机组成原理实验系统一台－4TEC 直流万用表一只 器件，则需要一台ISP）ispLSI1032。采用集成电路建议使用ISP芯片（一片 作设计、编程和下载使用。ispEXPERT)机运行设计自动化软件(例如PC 总体设计思路（描述指令系统，给数据通路） 条机器指令。实验设计中采用12采用与模型计算机相同的指令系统，即 条指令93条机器指令，只保留该指令系统的子集：去掉中断指令后的。采用的数据通路和微程序控制器方案相同。 ·数据通路图和数据通路控制信号 DBUS

CINS S2T4CEL#CER端口指令口端数据S1ALUALU_BUS LRW(T3)口端A口端BS0RAM LDAR1(T4) LDDR1(T3)LDDR2(T3)AR1_INC LDAR2(T2)AR1AR2DR2DR1M3MUX3M1M2MUX2MUX1DBUS LDPC(T4)RS_BUS#IAR_BUS#PC PC_ADD LDIAR IAR ALU2PC_INCRD0、RS0RD1、RS1端口B端口A RF WR0、 WR1WRD(T2)LDR4(T2)R4LDER(T4)ER M4MUX4DBUS SW_BUS#WR0、WR1RD0RD1、RS0、RS1控SW7—SW0制器控制..LDIR(T4)信IR.INTQ、C号 图4数据通路总体图2． 控制器的设计思路 硬布线控制器能够实现控制功能，关键在于它的组合逻辑译码电路。译码 电路的任务就是将一系列有关指令、时序等的输入信号，转化为一个个控制信号，输出到各执行部件中。 根据硬布线控制器的基本原理，针对每个控制信号S，可以列出它的译码

课程设计《路灯控制器的设计任务书》

电子技术课程设计 路灯控制器设计任务书 电气工程学院 2013/12/13

1．设计目的与要求 设计一个路灯控制电路，准确地理解有关要求，独立完成系统设计，要求所设计的电路具有以下功能：（1）具有光控功能，白天光线较亮、即使有声音时路灯也不亮，光线较暗、有声音时路灯点亮。 （2）具有声控功能，晚上光线较暗、有声音时路灯点亮，声音消失后延时照明一段时间后自动熄灭。2．设计内容 （1）画出电路原理图； （2）元器件及参数选择； （3）电路仿真； （4）SCH文件生成与打印输出。 3．编写设计报告 写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有总结体会。

1.路灯控制器设计 摘要：路灯控制器主要由声控电路、光控电路、延时电路组成。白天的时候，在光控电路（无论有无声音）作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED灯不亮。晚上没有声音的时候，在声控电路作用下，电路的开关元件处于断开状态，LED仍旧不亮；当有声响的时候，电路的开关元件闭合，灯LED形成通路，LED亮，由于延时电路的存在，LED持续亮一段时间后熄灭。 关键词：声控光控延时LED灯 2 总体设计方案 2.1设计思路 整个电路由声控电路，光控电路及延时电路等部分组成。光控电路对外界的光亮度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮，而晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮。声控电路主要将声音信号转换为相应的电信号而实现自动控制，延时电路使声音消失后延长一段光照时间。也就是说在白天的时候主要由光控电路起作用抑制声控及延时电路，晚上时声控部分的电路起主要作用，光控电路部分对声控电路部分抑制作用消失；因此延时部分就用电容充放电的过程完成延时功能。光控部分用光敏电阻，光敏电阻的特性就是光照的时候呈低阻状态，无光照的时候呈高阻状

硬连线控制器CPU设计

目录 目录 (i) 摘要 (ii) Abstract (iii) 第一章课题背景 (1) 1.1 设计目的 (1) 1.2 设计原理 (1) 第二章设计简介及设计方案论述 (2) 2.1 单元电路设计 (2) 第三章详细设计 (4) 3.1 芯片介绍 (4) 3.2 指令系统结构及功能确定 (6) 第四章设计结果及分析 (7) 4.1 设计结果分析 (7)

摘要 硬连线控制器是由基本逻辑电路组成的，对指令中的操作码进行译码，并产生相应的时序控制信号的部件，又称组合逻辑控制器。硬连线控制器由指令部件、地址部件、时序部件、操作控制部件和中断控制部件等组成(参见“中央处理器”条目中的控制器部分)。其中操作控制部件用来产生各种操作控制命令，它根据指令要求和指令流程，按照一定顺序发出各种控制命令。操作控制部件的输人信号有:指令译码器的输出信号、时序信号和运算结果标志状态信号等。设计时根据指令流程、操作时间表得到各种操作控制命令的逻辑表达式，可采用由基本逻辑电路（与门、或门、与非门等）组成的逻辑网络来实现。也可采用可编程逻辑器件PLD来实现。PLD的“与”阵列及“或”阵列和操作控制命令的“与一或”逻辑表达式相对应，为设计组合逻辑控制器提供了一种理想器件。80年代出现的通用阵列逻辑电路〔GAL与PAL(参见专用逻辑集成电路)）具有与可编程逻辑器件PLD类似的结构，它不但可编程并且是可擦除的，为设计提供了更大的灵活性。组合逻辑控制器的最大优点是速度快。但因其线路复杂而且不规整，不便于调试、维护、修改，也不便于仿真不同的机器的指令集。 关键词：硬连线控制器；基本逻辑

Abstract Hard wired controller is composed of the basic logic circuits, decodes the instruction in the operation code, andproduce the corresponding sequential control signal components, also called combined logic controller. Hard wired controller by the instruction unit, address components, temporal parts, operation control part and the interrupt controlcomponents etc. (see "the controller part central processor" in entry). The operation control unit is used for generating various operation control command, it according to the instructions and instruction process, according to the order of the control commands issued. The operation of part of the control input signal: the instruction decoderoutput signals, timing signals and operation results indicating the status signal. The design according to theinstruction flow, operation schedule obtained logical expression of various operation control command, can beadopted by the basic logic circuits (and gate, or gate and NAND gate logic network composition etc.) to realize. Can also adopt the programmable logic device PLD to realize. PLD "and" and "or" array and array operation control command "and or" logical expression corresponding, providing an ideal device for the design of combinational logic controller. GAL and PAL generic array logic circuit (80 of the 1980s (see special logic integrated circuit)) withprogrammable logic device structure similar to the PLD, it is not only a programmable and erasable, provides more flexibility to design. The biggest advantage combinational logic controller is fast. But because of the circuit complex and irregular, not easy to debug, maintain, modify, also not easy for machines with different instruction set simulation. Keywords：Hard wired controller；basic logic

路灯控制器论文

路灯控制器 摘要：本电路使用广泛，功能完善，成本低廉，而且设计电路简单，采用常用的电子元器件构成，使用非常方便，而且此电路具有延时时间可调的功能，照明装置采用低耗能高亮度LED,具有节能降耗的功能，并具有光控、声控的双重功能，可广泛用于多个场合。 关键词：声控电路；光控电路；延时电路；开关电路 1引言 在信息技术不断发展，人类文明不断进步的时代，越来越多的电子产品开始占们的日常工作和生活，在很多公共场所，只要短时间照明的场所，就需要安装一些电子器件，即能够自动控制开关，在有人的时候亮，人走之后，也能持续一段时间，路灯控制器是一种声光控制的器件，能实现这种功能，即在白天光线比较亮不需要照明的时候，即使有声音，灯也会不亮，而在天黑或光线比较暗的时候，能够使电路工作，自动控制灯打开，而且能够在声音消失后，延时照明一段时间，实现照明的目的。通过查阅大量书籍和资料，才在老师和同学的帮助下，设计出了一个简单的路灯控制器电路，其特性优越，用途广泛，功能健全， 使用方便。 2 总体设计方案 2.1 设计思路 路灯控制器电路主要由声控电路，光控电路，开关控制电路及延时电路构成。工作时，光控电路和声控电路同时控制开并控制电路，而光控电路具有优先控制的功能，即先让光控电路来控制开关电路，即在光控电路工用的情况下，再有声音信号才能使用控制电路工作，使灯打开，且在声音消失后会延时照明一段时间，这部分电路由延时电路来实现，电源电路的作用是为负载电路提供照明电源同时向电路中的控制电路提供工作电源，交流电源经过桥式整流以后，再经过电容降压，为负载提供电源，同时经过稳压以 后，为控制电路提供工作电流。 该电路是利用光敏电阻对光敏感的特性和开关管的开关特性来实现，即白天或光线较亮的时候，控制灯不亮，而在晚上或光线较暗时控制灯亮，同时还要有一个延时电路，以达到延时照明的目的，声控和光控是共同进行控制的，因而还要有一个电路来控制，当有光亮的时候，此控制电路阻止，信号不再往下传输，即灯不会亮，而只有当光线足够暗且有声音的时候此控制电路才起作用，才往下一电路传输信号，灯才会亮。此电路既可以用三极管实现，也可以用4000糸列的数字集成实现，出于简单稳定的目的，这里选用数字集成电路来实现。本电路的主要任务是实现在白天光线比较亮的情况下，灯不亮，而在光线比较暗或天黑的时候，只要有声音（说话声、脚步声），灯就会亮，同时加上延时电路的延时作用，灯会延时亮一段时间，不致灯连续工作，造成能源浪费或元器械件的损坏。其控制电路可由TC4011BP数字集成电路来实现，延时电路由电阻，电容实现，光控电路由光敏电阻实现，开关电路由开关管实现。 2.2 总体设计方框图 路灯控制器电路的总体框图由声控、光控电路，声光控制电路，开关电路，延时电路，负载电路和电源电路等构成，工作时，先由光控电路和声控电路一起向声光控制电路输入信号，当两个信号同时有效时，声光控制电路才往下传输信号，才向开并电路送去信号，使开关打开，同时也促使延时电路开始工作，而电路的电源由电源经过桥式整流以后，再经过降压电路降过压以后来提供，电路中其他需供电的电路由降压以后再进行稳压以后来供电，负载的供电直接由电源来提供。总体框图如下所示，工作流程如箭头所 示：

基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真

信息工程学院 课程设计报告书题目: 基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真 课程：电子线路课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年 01月 06日

信息工程学院课程设计任务书

信息工程学院课程设计成绩评定表

摘要 现在，在公共场所和公共楼道中，灯光长时间量着的现象是十分的普遍，这给社会造成了极大的能源浪费。另一方面，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。声光控路灯则无这种问题。针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。 本系统利用自制直流稳压电源供电，根据光敏电阻的阻值变化判断光线强弱，用咪头测声音信号，LM324 对信号进行放大和构成比较电路。由74LS08D 的与门，实现对信号的筛选，从而对开关部分发出开启或关闭的信号。继电器控制驱动灯泡，由RC 充放电路进行延时。通过对外界信号的选择，声光控路灯实现自动控制灯亮。仅当光线较暗并且有声响时，路灯才会自动点亮，并延时20 秒左右熄灭。此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。 声光控路灯控制器可以自动实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡的使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。词控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光照明。 关键字：声光控制；LM324；继电器；延时

路灯控制器课程设计

电子技术课程设计 课程设计任务书 20 16 - 20 17学年第一学期第18周—19周 题目《路灯控制器》 内容及要求 ①设计一个路灯控制自动照明的电路 ②当日照光亮到一定程度时使灯自动熄灭，而日照光暗到一定程度时又能自 动点亮。开启和关断的日照光照度根据用户进行调节。 ③设计计时电路，用数码管显示路灯当前一次的连续开启时间。 ④设计计数显示电路，统计路灯的开启次数。 进度安排 1、查资料，确定方案（三 天） 2、方案设计（天） 3、仿真调试 （二 天） 4、硬件实现与调试 （三 天） 5 、 撰写课程设计报告并答辩（天）学生姓名:

目录 前言 (3) 一选题背景 (4) 1．1 设计要求 (4) 1．2 指导思想 (4) 二方案论证 (5) 2．1 方案说明 (5) 2．2 方案原理 (5) 三电路的设计与分析 (6) 3 . 1 电路原理框图. (6) 3．2单元电路的设计与分析. (6) 四. 电路的调试与分析 (13) 4．1调试使用的仪器. (13) 4．2 电路的调试 (13) 五．总结 (15) 5．1 设计体会 (15) 5．2 改进提高 (15) 六. 附录及参考文献 (16) 6.1 附录1 元器件清单. (16) 6.2 附录2 电路的原理图. (16)

6.3 附录3 实物图 (17) 6.4 参考文献 (18) 、八、- 前言 在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。

硬布线控制器控制的CPU设计

硬布线控制器控制的CPU设计 ＆硬布线控制器控制的CPU设计步骤： 1、确定CPU用途； 2、设计指令集，同时，设计指令访问寄存器； 3、设计CPU状态图； 4、建立数据通路； 5、设计控制器。 ＆设计过程： 一.确定CPU用途： CPU指令执行包括三个阶段： 1、取指令阶段：从存储器取出一条指令； 2、指令译码阶段：对取出的指令进行译码，即确定取到的指令是何种指令，然后转移到该种指令的执行阶段； 3、指令执阶段：执行指令。 指令执行完毕，又转移到下一条指令的取指令阶段，开始新一轮的循环。 CPU状态图二设计指令集: 执行

内存有32个存储单元，每个存储单元8位（一个字节）；CPU有5根地址线，即A4、…、A0，8根 三.指令格式 指令格式 专用寄存器： 1、程序计数器PC：5位； 2、地址寄存器AR：5位，接地址总线A[4..0]； 3、数据寄存器DR：8位，接数据总线D[7..0]； 4、指令寄存器IR：8位； 5、程序状态字寄存器PSW：只有进位C一个标志值，可用C代表PSW。 三.设计CPU状态图

5.3.4 取指令和译码周期 5.3.5 取指令和指令执行过程

四.建立数据通路 数据通路：数据在各功能部件之间传送路径。 有两种数据通路设计方案： 1、专用数据通路方式：在需要传送数据的部件之间创建一条专门的直接通路 。特点：数据传输性能高，但硬件设计量大。 2、内部总线方式：所有寄存器的输入端和输出端都连接到一条或多条公共通路上。特点：结构简单，但可能存在冲突现象 控制信号说明 ARLD ：AR 锁存信号 PCLD ：PC 锁存信号 PC+1：PC 自加1控制信号 DRLD ：DR 锁存信号 ACLD ：AC 锁存信号 ALU(-)：ALU 减法触发信号 IRLD ：IR 锁存信号 PCBUS ：PC 三态输出控制信号 DRBUS ：DR 三态输出控制信号 ACBUS ：AC 三态输出控制信号 IRBUS ：IR 三态输出控制信号 MBUS ：存储器三态输出控制信号 RD ：存储器读信号 WR ：存储器写信号 寄存器及总线设计 CPU 状态及其控制信号 T 4T T

路灯控制器课程设计

一、课程设计目的、任务和内容要求： 在现代城市中，效率意识日益突出，人们希望不需要人力资源的浪费，希望使效率合理使用最大化。因此，自动路灯控制器是实现无人管理自动开关的重要设计。 本课程设计的任务就是设计一个路灯控制器。鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，完善设计。 具体设计任务如下： 1．熟悉路灯控制器工作原理； 2．写出路灯控制器的设计方案； 3．用硬件加以实现； 4．写课程设计报告。 设计要求： 设计一个路灯控制器控制电路。要求： 基本要求： 1.当处于暗环境下（晚上）能够自动开灯（发光二极管亮）。 2.当处于亮环境下（白天）能够自动关灯（发光二极管灭）； 3.能自动记录“路灯”的开灯次数（用1位数码管显示）； 4.能累计“路灯”开灯时间（用2位数码管显示）。 发挥部分：用白炽灯代替发光二极管；其它。

二、进度安排： 第1~2天：查找资料，熟悉电子密码锁的设计原理，给出设计总体方案； 第2~4天：各模块的详细设计； 第4~9天：硬件连线，调试； 第9~12天：写课程设计报告。 三、主要参考文献： [1]谢自美. 电子线路设计-实验-测试[M] .武汉:华中科技大学出版社, 2000 [2]童诗白华成英．模拟电子技术基础[M]．高等教育出版社，2006年5月第四版． [3]阎石．数字电子技术基础[M]. 高等教育出版社,,2006年5月第五版． [4]郭天祥新概念51单片机C语言教程[M] 电子工业出版社2009年9月 [5]黄彤．通用控制器的应用[J]．无线电，2010年2月，2期． [6]梁延贵.现代集成电路实用手册[M]科学技术文献出版社2002年 [7]范红刚魏学海任思璟51单片机自学笔记[M]北京航空航天大学出版社2010年1月 指导教师签字： 年月日

控制器部分习题解答

控制器部分习题解答 一、选择题 1、以下叙述中正确描述的句子是：______。（A、D） A 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相容性微操作 B 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相容性微操作 C 同一个CPU周期中，可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 D 同一个CPU周期中，不可以并行执行的微操作叫相斥性微操作 2、流水CPU 是由一系列叫做“段”的处理线路所组成，和具有m个并行部件的CPU相比，一个m 段流水CPU______。（A） A 具备同等水平的吞吐能力B不具备同等水平的吞吐能力 C 吞吐能力大于前者的吞吐能力D吞吐能力小于前者的吞吐能力 3、同步控制是______。（C） A 只适用于CPU控制的方式 B 只适用于外围设备控制的方式 C 由统一时序信号控制的方式 D 所有指令执行时间都相同的方式 4、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是______。（B） A. 每一条机器指令由一条微指令来执行 B. 每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行 C. 每一条机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 D. 一条微指令由若干条机器指令组成 5、由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的时间较长，因此机器周期 通常用______来规定。（A） A 主存中读取一个指令字的最短时间 B 主存中读取一个数据字的最长时间 C 主存中写入一个数据字的平均时间 D 主存中读取一个数据字的平均时间 6、指令周期是指______。（C） A CPU从主存取出一条指令的时间； B CPU执行一条指令的时间； C CPU从主存取出一条指令加上CPU执行这条指令的时间； D 时钟周期时间； 7、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是______。（B） A 主存地址寄存器 B 程序计数器 C 指令寄存器 D 状态条件寄存器 8、异步控制常用于______作为其主要控制方式。（A） A 在单总线结构计算机中访问主存与外围设备时； B 微型机的CPU控制中； C 组合逻辑控制的CPU中； D 微程序控制器中； 9、微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是______。（B） A 每一条机器指令由一条微指令来执行； B 每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行； C 一段机器指令组成的程序可由一条微指令来执行； D 一条微指令由若干条机器指令组成； 10、同步传输之所以比异步传输具有较高的传输频率是因为同步传输______。（B、D） A 不需要应答信号； B 总线长度较短； C 用一个公共时钟信号进行同步；

太阳能路灯控制器设计课程设计

太阳能路灯控制器设计课程设计

太阳能路灯控制器设计 摘要 为了提高太阳能光伏控制器的性价比，设计了运用单片机的太阳能光伏控制器。本控制器具有效率高、可靠性高、运行稳定、性价比高、适宜批量生产的特点。控制器实现了基于单片机PIC16F711的工作状态控制和蓄电池能量管理，满足了太阳能光伏控制器在不同工作状态下的稳定运行与准确切换的要求。蓄电池充放电精确控制也在此控制器中得到实现。实验结果表明，应用此控制器的太阳能光伏系统效率高、运行稳定，蓄电池寿命也可延长。 关键词：太阳能，单片机，充放电电路，锂蓄电池

1 绪论 1.1 课题背景 能源是经济、社会发展和提高人民生活水平的重要物质基础，能源问题是一个国家至关重要的问题。随着科学技术和全球经济地飞速发展，对能源的需求也在日趋增长。自20世纪70年代的世界石油危机以来，人们才真正意识到，化石燃料的储量是有限的，能源危机迫在眉睫。从全球来看，已探明的可支配的传统能源储量在不久的将来即将耗尽，能源问题的突出，不仪表现在常规能源的匮乏不足，更重要的是化石能源的开发利用对牛态环境的污染破坏：大气中的颗粒物和二氧化硫浓度增高，局部地区形成酸雨。而每年排放的大量二氧化碳带来的温室效应，使全球气候变暖，自然灾害频繁。常规能源在给人类社会带来飞速发展的同时，也在很大程度上使人类社会面临着前所未有的困难和挑战。这些问题最终将迫使人们改变能源结构，依靠科技进步，大规模地开发利用可再生洁净能源，实现可持续发展。 光伏发电具有取之不尽且无污染等优点，日前在我国，光伏发电主要应用在如下领域：西部偏远地区电力供应、通讯及交通设施、气象台站、航标灯和照明路灯。光伏发电的照明路灯应月J具有节能性、经济性和实川性等优点，在众多应用领域中具有最广泛的发展前景。本课题为研制一套独立光伏电源控制器，廊州于LED路灯照明系统。通常独立照明系统由太阳能电池、蓄电池、充放电控制器和负载LED组成。由于系统的稳定性严格受到蓄电池和LED寿命的影响，本课题研制的充放电控制器通过实时监测系统允放电回路的相关信息，确定相应的允放电策略，实现了稳定太阳能电池输出、优化蓄电池充电方法和保护蓄电池及负载的目的，最终提高了太阳能电池的利用率和整个照明系统的可靠性。 1.2 设计指标 本设计的设计要求指标如下: 1、锂蓄电池电压的检测 2、锂蓄电池电流的检测 3、充放电控制电路的检测

基于VHDL硬连线控制器设计研究

东华理工大学信息工程学院 课程设计报告 课程：计算机组成与体系结构 课程设计题目：基于VHDL的硬连线控制器设计研究 学生姓名： 专业：计算机科学与技术 班级：10204102 指导教师： 2013年1月6日

目录 一、摘要-------------------------------------------------------------------------3 二、课程设计目的-------------------------------------------------------------4 三、课程设计的内容----------------------------------------------------------4 四、课程设计的分析与步骤-------------------------------------------------5 五、经验和总结---------------------------------------------------------------10 六、参考文献------------------------------------------------------------------11 七、程序清单------------------------------------------------------------------11

一、摘要 控制器是指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件，是计算机的神经中枢和指挥中心，由指令寄存器IR(InstructionRegister)、程序计数器PC(ProgramCounter)和操作控制器0C(OperationController)三个部件组成，对协调整个电脑有序工作极为重要。指令寄存器：用以保存当前执行或即将执行的指令的一种寄存器。程序计数器：指明程序中下一次要执行的指令地址的一种计数器，又称指令计数器。操作控制器:CPU内的每个功能部件都完成一定的特定功能。信息在各部件之间传送及数据的流动控制部件的实现。通常把许多数字部件之间传送信息的通路称为“数据通路”。信息从什么地方开始，中间经过哪个寄存器或多路开关，最后传到哪个寄存器，都要加以控制。在各寄存器之间建立数据通路的任务，是由称为“操作控制器”的部件来完成的。 控制器分组合逻辑控制器和微程序控制器，两种控制器各有长处和短处。组合逻辑控制器设计麻烦，结构复杂，一旦设计完成，就不能再修改或扩充，但它的速度快。微程序控制器设计方便，结构简单，修改或扩充都方便，修改一条机器指令的功能，只需重编所对应的微程序；要增加一条机器指令，只需在控制存储器中增加一段微程序，但是，它是通过执行一段微程。具体对比如下：组合逻辑控制器又称硬布线控制器，由逻辑电路构成，完全靠硬件来实现指令的功能。 硬连线控制器是由基本逻辑电路组成的，对指令中的操作码进行译码，并产生相应的时序控制信号的部件，又称组合逻辑控制器。硬连线控制器由指令部件、地址部件、时序部件、操作控制部件和中断控制部件等组成(参见“中央处理器”条目中的控制器部分)。其中操作控制部件用来产生各种操作控制命令，它根据指令要求和指令流程，按照一定顺序发出各种控制命令。操作控制部件的输人信号有:指令译码器的输出信号、时序信号和运算结果标志状态信号等。设计时根据指令流程、操作时间表得到各种操作控制命令的逻辑表达式，可采用由基本逻辑电路（与门、或门、与非门等）组成的逻辑网络来实现。也可采用可编程逻辑器件PLD来实现。PLD的“与”阵列及“或”阵列和操作控制命令的“与一或”逻辑表达式相对应，为设计组合逻辑控制器提供了一种理想器件。80年代出现的通用阵列逻辑电路〔热L与PAL(参见专用逻辑集成电路)）具有与可编程逻辑器件PLD类似的结构，它不但可编程并且是可擦除的，为设计提供了更大的灵活性。组合逻辑控制器的最大优点是速度快。但因其线路复杂而且不规整，不便于调试、维护、修改，也不便于仿真不同的机器的指令集。 组合逻辑控制器的基本组成：（1）指令寄存器用来存放正在执行的指令。指令分成两部分：操作码和地址码。操作码用来指示指令的操作性质，如加法、减法等；地址码给出本条指令的操作数地址或形成操作数地址的有关信息(这时通过地址形成电路来形成操作数地址)。有一种指令称为转移指令，它用来改变指令的正常执行顺序，这种指令的地址码部分给出的是要转去执行的指令的地址。（2）操作码译码器：用来对指令的操作码进行译码，产生相应的控制电平，完成分析指令的功能。（3）时序电路：用来产生时间标志信号。在微型计算机中，时间标志信号一般为三级：指令周期、总线周期和时钟周期。微操作命令产生电路产生完成指令规定操作的各种微操作命令。这些命令产生的主要依据是时间标志和指令的操作性质。该电路实际是各微操作控制信号表达式(如上面的A→L表达式)的电路实现，它是组合逻辑控制器中最为复杂的部分。（4）指令计数器：用来形成下一条要执行的指令的地址。通常，指令是顺序执行的，而指令在存储器中是顺序存放的。所以，一般情况下下一条要执行的指令的地址可通过将现行地址加1形成，微操作命令“ 1”就用于这个目的。如果执行的是转移指令，则下一条要执行的指令的地址是要转移到的地址。该地址就在本转移指令的地址码字段，将其直接送往指令计数器。

硬布线设计实验报告

计算机组成原理 实验报告 实验名称：使用硬连线控制器的CPU设计专业班级：计算机科学与技术01 学生姓名：贾晓冬宋丽君杨嘉宁肖迪月实验时间：

目录 1 教学目的、实验设备与任务 教学目的 (3) 实验设备........................................................... . (3) 设计与调试任务........................................................... . (3) 2 总体说明 (4) 硬连线控制器的基本原理 (4) 指令系 统..................................................... (4) 控制台指 令..................................................... (5) 数据通 路..................................................... (5) 控制器指令周期流程 图..................................................... (5) 控制台控制信号及作 用..................................................... (6) 3 设计方案 (7) 说明及流程 图..................................................... (7) 逻辑状态 表..................................................... (8)

模拟电子技术课程设计——路灯控制器.

安徽农业大学经济技术学院 模拟电子技术课程设计报告书 课题名称路灯控制器 姓名张彪 学号 13558075 院、系、部机械工程系 专业车辆工程 指导教师李琰 2015年6月27日

一．引言 (2) 二.总体设计方案 (2) 2.1整体构思 (2) 2.2总体设计框图 (3) 三、设计组成及原理分析 (3) 3.1电路工作原理及分析 (3) 3.2原理图 (5) 3.3所用元器件统计、介绍及其参数 (6) 四、心得体会 (8) 五、参考文献 (9)

路灯控制器 摘要：本设计通过晶体管、电阻器等，用模电知识，实现路灯的光线与声音双重控制：即白天开关自动封锁，电灯不会被点亮，只有在夜间灯才受环境声音控制，声音触发灯泡点亮发光，延迟数十秒后，灯自动熄灭。 关键词：路灯,声控,光控,延时 一、引言 随着科技的发展，人们生活水平的提高，人们的需求也越来越不同。为了方便公共场所行人，节约电力资源，减少人力资源浪费，声光控的路灯越来越受到各部门的青睐，因此，了解、应用路灯控制器也为人们所需要。 二、总体设计方案 2.1 整体构思 路灯控制器，根据设计要求，实为一个由声、光双控延迟照明开关控制的路灯。其电路可简化为如图1所示。 K ~220V' EL 图1 简化电路 由此，可以把电路设计为由电源电路、声控电路、光控电路和延时控制开关电路四个部分组成。电源采用220V电压，经过变压、整流、滤波、稳压得到所需电压；声控电路用传感器采音、经三极管放大将信号输入控制电路；光控电路采用光敏电阻，利用其白天有自然光照射时呈低电阻、晚上无光照时呈高电阻的性质，对电路进行控制；延迟电路由电容器、电阻器和晶闸管组成构成控制电路。

组成原理实验报告-基于硬布线控制器设计并实现毕业论文

(此文档为wor d格式，下载 后您可任意编辑修改！) 课中检查完成的题号及 题数：

评 语: 课后完成的题号与题 数： 成绩: 指导教 师: 实验报告 实验名称：基于硬布线控制器设计并实现 带中断功能的复杂模型机 日 期： 班 级：学号： 姓 名： 一、实验目的： 1. 掌握硬布线控制器的组成原理、设计方法； 2. 了解硬布线控制器和微程序控制器的各自优缺点； 3. 掌握并会设计带中断功能的复杂模型机的硬布线控制器。 二、实验内容： 1. 根据带中断功能的复杂模型机的微程序流图，画出状态机描述图； 2. 分析每个状态所需的控制信号，产生控制信号表，并用VHDL语言来设计 程序，实现状态机描述的功能； 3. 用Quartus软件进行编译链接，选择器件，定义管脚，编程下载，然后用 CM3P联机测试每一条机器指令的功能。

三、项目要求及分析： 实验要求设计带中断功能的复杂模型机的硬布线控制器，可先参照前面带中断处理能力的模型机设计实验画出微程序流程图，参照二进制微代码表设控制信号表。然后用VHDL语言编程实现，主要注意原P<1>—P<4>的修改，采用分支语句实现。然后就是连线装载带中断处理能力的模型机微程序检验。 四、具体实现： 应包括：状态图、控制信号表、控制引脚图、VHDL程序、机器码验证程序等。 1、状态图：

S0S1S33 S34 S35 S36 S37 S38 S2S3 S54S55S56 S57 S58S59S53S52S51S50 S49S48S60 S S47 S4S5S6S7S8S9S10 S16 S17 S18S19S20S21S22S23S24S25S26S28S29S30S31S32S S S S S12S13S14 返回S1返回S1返回S1 返回S1返回S1 返回S1 返回S1返回S1 返回S1返回S1返回S1 返回S1返回S1返回S1 2、控制状态表： INTAWRRDIOMS3S2S1S0LDALDBLDR0LDSPL0ADLDARLDIRALUBRSBRDBRIBSPBPCBLDPCSTICLI S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9

基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真

信息工程学院 课程设计报告书题目:基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真 课专 程：电子线路课程设计业 ：电气工程及其自动化 班级: 学号: 学生姓名： 指导教师： 2015年01月06日

信息工程学院课程设计任务书

2015 年01月06日信息工程学院课程设计成绩评定表 学生姓名：学号：专业（班级）： 课程设计题目：基于Multisim的声光控路灯控制系统设计与仿真 成绩：___________ 指导教师：_______________ 年月~日

摘要 现在，在公共场所和公共楼道中，灯光长时间量着的现象是十分的普遍，这给社会造成了极大的能源浪费。另一方面，由于频繁开关或者人为因素，墙壁开关的损坏率很高，增大了维修量、浪费了资金。声光控路灯则无这种问题。针对目前社会上很多地方使用长明灯照明，不能实现灯光的照明智能化造成电能的巨大浪费。为响应科学减排和节能科学发展的号召而设计了声光控路灯控制系统。 本系统利用自制直流稳压电源供电，根据光敏电阻的阻值变化判断光线强弱，用咪头测声音信号，LM324 对信号进行放大和构成比较电路。由74LS08D 的与门，实现对信号的筛选，从而对开关部分发出开启或关闭的信号。继电器控制驱动灯泡，由RC 充放电路进行延时。通过对外界信号的选择，声光控路灯实现自动控制灯亮。仅当光线较暗并且有声响时，路灯才会自动点亮，并延时20 秒左右熄灭。此系统能很好的控制路灯的亮灭，即在有声音和无光情况下灯亮，其他情况下灯灭，从而达到节能的效果。 声光控路灯控制器可以自动实现人来灯亮，人走灯灭，既方便又实用。不仅节约了电能，而且能延长灯泡的使用寿命。可广泛应用于楼梯，走廊，卫生间及生活小区等公共场所的照明控制。词控制器经济实用，即使一般的脚步声也能使灯泡发光照明。 关键字：声光控制；LM324；继电器；延时 Abstract Now, in public places and public corridor, light long time measured by the phenomenon is very common, which caused a great waste of energy to the society. On the other hand, due to frequent switching or man-made factors, the damage to the wall switch rate is very high, increasing the amount of repair, waste of funds. Sound and light control of street lamp is not the problem. In view of the present society many places use pilot lamp lighting, can not realize intelligent lighting lighting caused a huge waste of energy. In response to the science and energy-saving emission reduction of scientific development to design the sound and light control of street lamp control system. Homemade DC stabilized voltage power supply by using this system, according to the photosensitive resistor change to determine the light intensity, measured voice signal by microphone, LM324 for signal amplification and comparison circuit. By 74LS08D and gate, screening of signal, which sends a signal to open or close to the switch part. Relay control driver bulb, for delay by the RC charging and discharging circuit. To the outside world through the selection of signal, sound and light control of street lamp realizes the automatic control of light. Only when the light is dark and sound, lights will automatically light up, and delay 20 seconds out. This system can control the lamp good light out, with sound and light circumstances lights, in other cases the lamp, so as to achieve the effect of saving energy. The sound and light control of street lamp controller can automatically realize people to light, people walk lamp, convenient and practical. Not only the electric energy saving, but also can prolong the service life of the bulb. Can be widely applied to the stairs, corridors, bathrooms lighting control and living area and other public places. Word controller is economical and practical, even the general's footsteps can light the bulb, lighting. Keywords: light control; LM324; relay; delay