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自制74系列8位CPU

忙活了一个月终于完成了这个CPU,这是我从2014年以来一直YY的一个CPU,这几天终于完成了

本CPU指令39条:传送指令33条、控制转移指令3条、运算指令2条,空指令1条。

本CPU每一个时钟一条指令,单周期指令,由高位ROM和低位ROM组成16位指令,地址16位,ROM和RAM都是64KB

一直以来对CPU的运行原理很是好奇,看了很多的的书都不明白,写的太复杂,直到2014年看了《穿越计算机的迷雾》、《编码的奥秘》,龙少设计的CPU,终于明白了原理!

这个CPU其实是龙少CPU的改进版!最大区别在控制器,他的CPU只利用了时钟上升沿,而我这个控制器使用了上升沿和下降沿,利用时钟上升沿三态门打开,下降沿寄存器锁存完成指令控制

本CPU工作原理:以A>>B指令为例,ROM地址0000H存放高00100001 低00000000,高ROM输出连接两个4/16译码器,低ROM输出连接数据总线,高ROM输出使译码器A三态门控制端为0,B触发端为0,但是经过反相器和三态门实现高电平脉冲输出,只有在时钟低电平的时候才输出,也就是时钟为高电平时三态门打开,时钟为低电平时触发器锁存数据,完美实现一个时钟内完成一条指令控制!!!

这个CPU最大的麻烦是编写程序,使用开关和机器语言编写太慢,还容易出错,本来是使用27C020当ROM的但是这个编码太麻烦了,最后改成HM628128来当ROM使用,本CPU工作时钟使用555电路,工作频率100KHZ,低段测试频率0.5HZ、2HZ、500HZ。

运算板

RAM板

555时钟板和I/O板

控制板

ROM板

编码板

背面连接图

整机成品

指令集

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