本文以研究嵌入式微處理器為主,自主地設計了能夠運行MCS-51系列單片機指令的MCU系統。系統采用了VHDL 語言與原理框圖的綜合設計方法,并且在Altera公司的FPGA上通過驗證。論文深入地研究了微處理器的指令系統和數據地址通路,采用VHDL 語言完成了取指單元,指令譯碼器單元,存儲器單元和邏輯運算單元的電路模塊的設計與實現;研究了控制單元的實現方法和基于全局狀態機的設計理論,采用硬件描述語言完成了對各個控制線的相關設計與實現。論文通過原理示意圖和示例代碼的演示,著重介紹了指令譯碼器的實現方式,基于此種方式形成的譯碼電路還能夠實現更為復雜的CISC指令。 本系統采用分模塊的設計方式,把具有相同功能的邏輯電路集中到一個框圖里,使得系統的可移植性大大地提高。系統還采用層次框圖的設計方式,把明顯地具有主從關系的電路放在不同的層次里,這也使得系統模塊功能的可擴展性大大地增強。內部邏輯共分為數據存儲器模塊;程序存儲器模塊;時序控制模塊;特殊功能寄存器模塊和Core核心模塊這五個部分,文中對各個模塊的設計作了詳細的介紹。本文在最后對已實現的部分典型指令進行了邏輯仿真測試,測試結果表明,本文所設計的MCU系統能夠如預期地執行相應的指令。在指令執行的過程中,相應寄存器和總線上的值也均符合設計要求,實現了設計目標。
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上傳時間: 2013-05-20
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上傳時間: 2013-12-26
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上傳時間: 2022-02-16
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上傳時間: 2022-04-24
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上傳時間: 2014-11-26
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上傳時間: 2021-12-20
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上傳時間: 2022-04-18
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上傳時間: 2013-12-17
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