自制74门8位CPU

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论坛>计算机科学>计算机电子学

文号853801

32447

自制74门8位CPU

分立元件2019/01/21计算机电子学，极客DIY IP:海南

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：

1、A寄存器传送到B寄存器： ROM地址0001H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，用于实现立即数传送到寄存器和RAM,实现数据和地址传送！高ROM输出00100001使译码器1的，A三态门控制端为0，译码器2的，B触发器触发端为0，但是我这里使用反相器，使4/16译码器输出1011111111111111反相0100000000000000，在使用三态门控制输出，只有在时钟低电平的时候才输出高电平脉冲，实现触发器控制，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！！！

2、立即数传送到A寄存器：ROM输出高00011110 低00000001（立即数1），高ROM输出00011110使控制器译码输出《低ROM的输出端OE为零，A寄存器锁存端为高电平脉冲》一个时钟周期内OE一直为零，输出数据到数据总线，A锁存端只有在时钟低电平时才完成上升沿锁存！！！

3、无条件转移指令原理：使用C寄存器（低8位地址）、D寄存器（高8位地址），74LS161置位功能实现，首先传送要跳转的地址给C、D寄存器，然后让控制器使74LS161的置位端为零，然后时钟上升沿使74LS161置位，完成无条件跳转！

其它条件转移指令实现原理一样，只是增加逻辑电路使条件满足时置位端才为零！！！

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

[修改于 5年11个月前 - 2019/06/11 14:31:25]

来自：计算机科学 / 计算机电子学，综合交流区 / 极客DIY

全部只看作者

~~空空如也

虎哥

6年4个月前 IP:四川

853805

1楼

全手工搭棚啊

搞个编译器吧

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分立元件

作者

6年4个月前 IP:海南

853807

2楼

引用虎哥发表于1楼的内容

全手工搭棚啊😢搞个编译器吧

是啊全手工焊接，几百条线，焊接、测试、检查错误用了一个月，是准备要搞个编译器来编程才行，手工机器码编程太容易出错，工程量也很大！

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yeager

6年4个月前 IP:浙江

853819

3楼

牛人一个

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左手执者

6年4个月前 IP:江西

853918

4楼

哈，同行握手

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分立元件

作者

6年4个月前 IP:海南

853921

5楼

一起研究啊

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分立元件

作者

6年4个月前 IP:海南

853922

6楼

引用左手执者发表于4楼的内容

哈，同行握手😁

可以交流一下CPU制作

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rpg-7

6年4个月前 IP:江西

853992

9楼

用AD画个板子吧！打样现在很便宜了，JLC才30大洋就可以出一张10x10的板子

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分立元件

作者

6年4个月前 IP:海南

853995

10楼

@rpg-7画图软件是AD吗？我基本都没有用电脑画过电路图和PCB板，可以推荐一下吗？

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Resbi

6年2个月前 IP:广东

855722

11楼

膜拜一下大佬。。本人最近也打算将CPU搬到现实中来，请问在使用74门IC的时候需要注意一些什么吗？能直接把74门IC当成逻辑门随意拼接吗？

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3DA502

6年2个月前修改于 6年2个月前 IP:北京

855727

12楼

改天我也做一个，按照PLC指令做一个

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分立元件

作者

6年2个月前 IP:海南

855729

13楼

引用Resbi发表于11楼的内容

膜拜一下大佬。。本人最近也打算将CPU搬到现实中来，请问在使用74门IC的时候需要注意一些什么吗？能...

只要不接错线，逻辑上没有问题都可以的，

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Andyccr

6年2个月前 IP:广东

855859

14楼

打算挖矿吗？朋友，这下计算力应该挺厉害的吧

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不会飞的鸟

6年2个月前 IP:广东

856225

15楼

牛x，搞编译器吧，折腾起来要命啊

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改装pcp

6年2个月前 IP:广东

856234

16楼

楼主，做一个64位的大概要多少钱成本呢？

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分立元件

作者

6年2个月前 IP:海南

856277

17楼

引用改装pcp发表于16楼的内容

楼主，做一个64位的大概要多少钱成本呢？

用74芯片搞64位不现实，体积太大，芯片速度上不去也是浪费！

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分立元件

作者

6年2个月前 IP:海南

856278

18楼

引用不会飞的鸟发表于15楼的内容

牛x，搞编译器吧，折腾起来要命啊

最近都懒得弄了，这个CPU的程序都是手工汇编，先写汇编然后手工编译成机器码，再用开关写入ROM！要先弄烧写器，再弄编译器了！

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映祥电子

6年1个月前 IP:云南

857341

19楼

太佩服啦！真的高手

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谷之云

6年0个月前 IP:浙江

859464

20楼

有套件卖吗？

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shanshan

5年11个月前 IP:浙江

860582

21楼

引用分立元件发表于18楼的内容

最近都懒得弄了，这个CPU的程序都是手工汇编，先写汇编然后手工编译成机器码，再用开关写入ROM！要先...

手工编译成机器码，这个太烧脑了吧

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2sc3358

5年10个月前 IP:陕西

860633

22楼

我一直想用ECL逻辑电路做个CPU

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所属专业

计算机电子学极客DIY

上级专业

计算机科学综合交流区

同级专业

科创茶话软件综合

分立元件

机友笔友

文章

187

学术分

2014/12/19注册，3年0个月前活动

电子爱好者、化学爱好者

主体类型：个人

所属领域：无

认证方式：手机号

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我也是有底线的