自制了一个简易的8位CPU，由74LS系列和PLD器件组成。
采用哈佛架构，64K ROM + 64K RAM，外部总线为标准8080时序。
PS：本项目学习价值较高，且设计图+代码都是完全分享开源的哦。
该架构参考了1972年由英特尔发布的8008 CPU，采用单内部总线，指令集基本参考8008，运算和逻辑指令类同，有4个flag寄存器。
由于原版的8008采用了CDIP-18封装，时序刁钻，因此本设计首先把外部总线的地址线和数据线分离，然后把16KB寻址范围扩大到64KB+64KB的哈佛结构，但程序执行时不支持跳转到RAM内执行。
电路设计图一共12张。
用嘉立创EDA专业版设计的PCB图
用嘉立创EDA专业版导出的3D图
实物图：通电测试中
由于文件格式原因，PCB设计文件无法上传，需要获得设计图的伙伴可在评论区滴滴，无偿分享的哈~
本章节共7个部分，包含了：时钟振荡器和复位电路，算数运算，寄存器堆，PC程序计数器和指针栈，外部中断控制器，控制器，其他说明。
1.时钟振荡器和复位电路
时钟源部分采用了四种来源，分别是：
复位电路带有上电复位功能。由于指令中有HLT（停机），因此板上自带一个READY按钮方便调试。
2.算数运算部分（ALU）
ALU采用西格尼蒂克公司的N8260运算单元，拥有全加、与门、同或三种运算功能，在外加的74LS86异或门和74LS153 MUX的辅助下，拥有减法、异或、逻辑位移、比较等功能。
ALU设立单独的AB寄存器，与主寄存器堆上的AB寄存器没有任何联系。
有四个FLAG，分别是：CF SF ZF PF 。
3.寄存器堆
ABCDEFXY 8个通用无特殊功能寄存器
4.PC程序计数器和指针栈
可以实现0000-FFFF的寻址操作，每取得一个8bit程序指令，PC+1 。
在JMP指令执行时，PC寄存器中的高低8位数据压入PC，原16位进程舍弃。
在CAL中，将PC中高低8位压入PC，同时原PC中16位进程压入指针栈。
在RET指令中，将指针栈顶16bit数据压入PC，PC中原进程舍弃。
5.外部中断控制器
一个很不完善的中断机制，只能做一些简单的操作，没有寄存器状态恢复，没有PSW保存与恢复，很不推荐使用。
6.控制器
由4片GAL16V8/ATF16V8组成的控制器，结构简单。
7.说明
目前版本使用了很多停产40多年的器件，部分器件很难购买，请谨慎参考！
目前暂时没有汇编器，机器码结构如下所示，该指令集对手写汇编非常友好。
NOP 空跑
HLT 停机
HLTDMA （DMA可控停机）
ADD/ADC/ADDI/ADCI （带/不带立即数的加/全加）
SUB/SBC/SUBI/SBCI （带/不带立即数的 减法/带借位减法）
NXR/NXRI 同或
XOR 异或
AND /ANDI 按位与
CMP/CMPI 比较
RR/RL 补0的右移/左移
RRC/RLC 补进位的右移/左移
JMP/JMC/JNC/JMZ.... （跳转/当CF= 1时跳转/当CF=0时跳转.... 其他flag类同）
CAL/CLC/CNC/CLZ.... （子函数调用/当CF= 1时调用/当CF=0时调用.... 其他flag类同）
RET/RTC/RNC/RTZ.... （子函数返回/当CF= 1时返回/当CF=0时返回.... 其他flag类同）实现在LCD1602上显示“HELLO WORLD！”，具体映射地址如下：
write cmd 0xff00
write data 0xff02
read cmd 0xff01
read data 0xff03LCD写命令的启动代码如下：
0x38
0x0c
0x06
0x01需要写入的数据和地址如下（地址--该地址写入的数据），每写一个数据前，都需要输入地址，写地址用写指令操作，写数据用写数据操作：
80--48
81--45
82--4c
83--4c
84--4f
85--20
86--57
87--4f
88--52
89--4c
8a--44
8b--21
（这些ASCII码合起来是“HELLO WORLD！”包括空格）
下面是代码： ****时钟频率1.33MHz（使用12MHz晶振）*****
MOVI H 0xff // 1C FF
MOVI L 0x00 // 1C 00
---------------------------------------
MOVI A , 0x38 // 10 38
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x40 // 19 40
CAL // E1 FF
MOVI A , 0x0c // 10 0C
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x40 // 19 40
CAL // E1 FF
MOVI A , 0x06 // 10 0C
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x40 // 19 40
CAL // E1 FF
MOVI A , 0x01 // 10 01
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x40 // 19 40
CAL // E1 FF
--------------------------------------------
MOVI A 0x80 // 10 80
MOVI B , 48 // 11 48
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 45 // 11 45
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 4c // 11 4C
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 4c // 11 4C
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 4f // 11 4F
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
------------------------------------
MOVI B , 00 // 11 00
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
------------------------------------
MOVI B , 57 // 11 57
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 4f // 11 4F
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 52 // 11 52
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 4c // 11 4C
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 44 // 11 44
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
MOVI B , 21 // 11 21
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x00 // 19 00
CAL // E1 FF
--------------------------------------------------------
HLT // FFFF
(.org 0x0100) 写数据子函数
MOVI PC 0x01 // 19 01
MOVI PC 0x40 // 19 40
CAL // E1 FF
MOVI IDX , 0x02 // 18 02
MOV RAM , B // 90 F1
ADDI A , 0x01 // 20 01
MOVI PC , 0x01 // 19 01
MOVI PC , 0x20 // 19 20
CAL // E1 FF
RET // E2 FF
(.org 0x0120) 写读忙+等忙子函数
MOVI IDX 0x01 // 18 01
MOV D , RAM // 90 3F
ADDI D , 0x80 // 23 80
JMPC // E0 80
RET // E2 FF
(.org 0x0140) 写命令子函数
MOVI IDX 0x00 // 18 00
MOV RAM , A // 90 F0
MOVI PC , 0x01 // 19 01
MOVI PC , 0x20 // 19 20
CAL // E1 FF
RET // E2 FF视频加载中...
25Hz主频点亮
视频加载中...
1MHz主频点亮
文章所有资料参考来源：立创开源硬件平台《DJS-08 电子计算机》作者：BH2VGM。
https://oshwhub.com/king13478509115/8bitcisc#P2
页面更新：2024-03-30
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