自制了一个简易的CPU，电路代码全开源

　　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，64KROM64KRAM，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。
　　CPU基本性能速度：1Hz2。048MHz，3T5T单周期，大部分指令是5T，少部分3T（折合每秒钟40万次加法）硬件中断：单级、255向量半中断，中断函数中不支持某些指令外部总线：8080时序、64KB指令长度（带立即数）：16总线和ALU位宽：8指针栈：4级16bitROM：64KB（或32KB）RAM：64KB显卡：无键盘：无
　　结构框图
　　该架构参考了1972年由英特尔发布的8008CPU，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CDIP18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64KB64KB的哈佛结构，但程序执行时不支持跳转到RAM内执行。
　　设计图
　　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
　　设计解说
　　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：7556产生的1Hz低频25Hz低频手动按钮信号8224产生2。048MHz高频时钟源，在硬件电路上做任意切换。
　　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74LS153MUX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：CFSFZFPF。当有加法进位或减法借位时，CF1；当输出的数为0x0000000000时，ZF1；当输出的最高位符号位为1时，SF1；当输出的8个字节中有偶数个1时，PF1。
　　3。寄存器堆
　　ABCDEFXY8个通用无特殊功能寄存器PC暂存器：两个寄存器但一个映射，通过阻塞串联实现两个8位写入16位操作，只输入口映射；INDEX三个寄存器：指向外部RAM单元，指针计算公式：256DPTRHDPTRLINDEX；P寄存器：内部RAM指针、内RAM映射、DPTRH、DPTRL；AF寄存器：双向IO口映射和51单片机的IO口同地址映射类似；外部RAM映射：读写操作同内部寄存器。
　　4。PC程序计数器和指针栈
　　可以实现0000FFFF的寻址操作，每取得一个8bit程序指令，PC1。
　　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GAL16V8ATF16V8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！
　　指令集
　　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）ADDADCADDIADCI（带不带立即数的加全加）SUBSBCSUBISBCI（带不带立即数的减法带借位减法）NXRNXRI同或XOR异或ANDANDI按位与CMPCMPI比较RRRL补0的右移左移RRCRLC补进位的右移左移JMPJMCJNCJMZ。。。。（跳转当CF1时跳转当CF0时跳转。。。。其他flag类同）CALCLCCNCCLZ。。。。（子函数调用当CF1时调用当CF0时调用。。。。其他flag类同）RETRTCRNCRTZ。。。。（子函数返回当CF1时返回当CF0时返回。。。。其他flag类同）
　　示例代码
　　实现在LCD1602上显示HELLOWORLD！，具体映射地址如下：writecmd0xff00writedata0xff02readcmd0xff01readdata0xff03
　　LCD写命令的启动代码如下：0x380x0c0x060x01
　　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：80488145824c834c844f85208657874f8852894c8a448b21（这些ASCII码合起来是HELLOWORLD！包括空格）下面是代码：时钟频率1。33MHz（使用12MHz晶振）MOVIH0xff1CFFMOVIL0x001C00MOVIA，0x381038MOVIPC0x011901MOVIPC0x401940CALE1FFMOVIA，0x0c100CMOVIPC0x011901MOVIPC0x401940CALE1FFMOVIA，0x06100CMOVIPC0x011901MOVIPC0x401940CALE1FFMOVIA，0x011001MOVIPC0x011901MOVIPC0x401940CALE1FFMOVIA0x801080MOVIB，481148MOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，451145MOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，4c114CMOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，4c114CMOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，4f114FMOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，001100MOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，571157MOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，4f114FMOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，521152MOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，4c114CMOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，441144MOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFMOVIB，211121MOVIPC0x011901MOVIPC0x001900CALE1FFHLTFFFF（。org0x0100）写数据子函数MOVIPC0x011901MOVIPC0x401940CALE1FFMOVIIDX，0x021802MOVRAM，B90F1ADDIA，0x012001MOVIPC，0x011901MOVIPC，0x201920CALE1FFRETE2FF（。org0x0120）写读忙等忙子函数MOVIIDX0x011801MOVD，RAM903FADDID，0x802380JMPCE080RETE2FF（。org0x0140）写命令子函数MOVIIDX0x001800MOVRAM，A90F0MOVIPC，0x011901MOVIPC，0x201920CALE1FFRETE2FF
　　视频演示
　　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《DJS08电子计算机》作者：BH2VGM。
　　https：oshwhub。comking134785091158bitciscP2