不錯，學(xué)習(xí)了

    有人已經(jīng)給你回答了為什么要學(xué)習(xí)單片機。我現(xiàn)在要給你誰說的是現(xiàn)代單片機設(shè)計制作的發(fā)展變化。
    現(xiàn)在我們設(shè)計制造單片機可以用現(xiàn)場可編程陣列器件FPGA來作。只要學(xué)習(xí)好硬件編程語言Verilog HDL或VHDL就可以達(dá)到目的，而不用去買那些現(xiàn)成的CPU芯片，也不用去購買什么編程器。過去設(shè)計單片機，一般要使用市場上出售的CPU芯片，例如80c51等，有時還要配上一些別人制造好的設(shè)備。現(xiàn)在你可以將所有的設(shè)備都集中在一個芯片中，自己設(shè)計運算器、存儲器、寄存器、控制器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、看門狗等一系列器件，按照自己的想法放到一個方寸不到的芯片中，使之成為一個名副其實的單片機。這種設(shè)計單片機的好處是用什么設(shè)計什么，不會讓多余的東西干擾你的作品，需要簡單就簡單，需要復(fù)雜就復(fù)雜。是不是很有意思？
   這樣設(shè)計的單片機，非常能夠培養(yǎng)你掌握單片機全部的能力，發(fā)揮你的創(chuàng)造精神，使你成為一個對單片機無所不知，無所不曉的計算機設(shè)計人才。國內(nèi)搞單片機的人最缺乏的是對CPU 的設(shè)計，大多數(shù)都在使用市場上購買的CPU，按照廠家的要求作中下游的進(jìn)一步開發(fā)。實際上，這種方法不僅效率不高，而且也影響我們對單片機的創(chuàng)新。因而突破CPU設(shè)計的門檻，掌握cpu設(shè)計技術(shù)，我們就會對單片機的理解和設(shè)計都會有更高層次的發(fā)展。下面給你一個簡單的CPU設(shè)計程序，希望你能引導(dǎo)你盡快進(jìn)入單片機完整設(shè)計的大門。
//基本輸入時鐘clock
//復(fù)位控制：reset_n,低電位有效
//基本輸出：o
//程序存儲器iram,16位，高5位是類指令代碼,用imem16_1.mif初始化
//數(shù)據(jù)存儲器dram,16位，不用數(shù)據(jù)文件初始化
//用lpm存儲器地址數(shù)據(jù)信號要穩(wěn)定1拍，才可以讀寫數(shù)據(jù)
//指令格式:高5位指令代碼,11位地址碼,16位立即數(shù)(分高低8位)
module jdcpu
(
  clock,
  reset_n,
  o,
  //調(diào)試輸出(可以不要)：
  opc,
  omar,
  ojp,
  oqw,
/*  olda,
  oadd,
  oout,
  osdal,
  osdah,
  ostr,
  osub,
  ojmp,
  ojz,
  ojn,
  ocall,
  oret,
  oir, */
  oda,
  ozf,osp
);
input clock;
input reset_n;
output [15:0] o;

output [15:0] oqw,oda;
output [10:0] opc,omar,osp;
output [2:0] ojp;
output  ozf; /*oiro,lda,oadd,oout,osdal,osdah,ostr,osub,
ojmp,ojz,ojn,ocall,oret,*/

reg   dwren,swren;
wire [15:0] q_w,q_data;
    reg  [15:0] ir;
reg  [15:0] b,a,da,oo,ddata;
reg  [10:0] pc,pc_back,mar,sp,q_s;
reg  [2:0] jp;  //節(jié)拍
//指令:
reg   lda, //取數(shù):從數(shù)據(jù)單元取數(shù)到da
    add, //加:da與數(shù)據(jù)單元相加，結(jié)果放入da
    out, //輸出:將數(shù)據(jù)單元內(nèi)容輸出到輸出寄存器
    sdal, //低8位立即數(shù):將8位立即數(shù)擴充為16位送da
    sdah, //高8位立即數(shù):將8位立即數(shù)作為高8位，與原da低8位連接成16位放在da中
    str, //da送數(shù)據(jù)存儲單元:
    sub, //減:da與數(shù)據(jù)單元相減，結(jié)果放入da
    jmp, //跳轉(zhuǎn)
    jz,  //da為0跳轉(zhuǎn)
    jn,  //da為負(fù)跳轉(zhuǎn)
    call, //調(diào)用子程序
    ret, //返回
    mult, //
    divi, //
    stp; //停止
//仿真信號輸出:
assign o    = oo;
assign opc  = pc;
assign osp  = sp;
assign omar = mar;
assign ojp = jp;
assign oqw = q_w;
assign olda=lda;
assign oadd=add;
assign osub=sub;
assign oout=out;
assign ojmp=jmp;
assign ostr=str;
assign osdal=sdal;
assign osdah=sdah;
assign ocall=call;
assign oret=ret;
assign ojz=jz;
assign ojn=jn;
assign oda=da;
assign oir=ir;
assign ozf=~|da;

//指令存儲器:  
lpm_rom iram(.address(pc),.inclock(clock),.q(q_w));  //程序存儲器
defparam iram.lpm_width = 16;
defparam iram.lpm_widthad = 11;
defparam iram.lpm_outdata = "UNREGISTERED";
defparam iram.lpm_indata = "REGISTERED";
defparam iram.lpm_address_control = "REGISTERED";
defparam iram.lpm_file = "liti3.mif";  //初始化文件,放置程序
//數(shù)據(jù)存儲器:
lpm_ram_dq dram(.data(ddata),.address(mar),.we(dwren),.inclock(clock),.q(q_data)); //數(shù)據(jù)存儲器
defparam dram.lpm_width = 16;
defparam dram.lpm_widthad = 10;
defparam dram.lpm_outdata = "UNREGISTERED";
defparam dram.lpm_indata = "REGISTERED";
defparam dram.lpm_address_control = "REGISTERED";

lpm_ram_dq sram(.data(pc_back),.address(sp),.we(swren),.inclock(clock),.q(q_s)); //堆棧
defparam sram.lpm_width = 11;
defparam sram.lpm_widthad = 10;
defparam sram.lpm_outdata = "UNREGISTERED";
defparam sram.lpm_indata = "REGISTERED";
defparam sram.lpm_address_control = "REGISTERED";

  always @(posedge clock or negedge reset_n)
begin
if (!reset_n)
begin
  pc    <= 0;
  sp  <= 0;
  lda  <= 0;   
  add  <= 0;   
  out  <= 0;
  sdal  <= 0;
  sdah  <= 0;
  str  <= 0;
  sub  <= 0;
  jmp  <= 0;
  jz   <= 0;
  jn   <= 0;
  call  <= 0;
  ret  <= 0;
  mult  <= 0;  
  divi  <= 0;
  jp  <= 0;
end
else
begin
// 節(jié)拍jp指出的狀態(tài)：
  case (jp)
  0: begin
   jp <= 1;
   end
  1: begin
    case (q_w[15:11])
    5'b00001: lda  <= 1; //lda:00001
    5'b00010: add  <= 1; //add:00010
    5'b00011:   out  <= 1; //out:00011
    5'b00100:   sdal <= 1; //低8位，擴充有符號16位
    5'b00101:   sdah  <= 1; //高8位，與前面低8位輸入合成16位
    5'b00110:   str  <= 1; //da送數(shù)據(jù)單元
    5'b00111:   sub  <= 1;
    5'b01000:   jmp  <= 1;
    5'b01001:   if (da==0) jz   <= 1;
    5'b01010:   if (da[15]==1)  jn   <= 1;
    5'b01011:   call  <= 1;
    5'b01100:   ret  <= 1;
    5'b01101:   mult  <= 1;
    5'b01110:   divi  <= 1;
    5'b11111:   stp  <= 1;
    default:    jp <= 0;
    endcase
    jp <= 2;
   end
  2: begin
    case (q_w[15:11])
    5'b00001: begin  //lda  <= 1;
        mar<=q_w[10:0];
        jp <= 3;
       end
    5'b00010: begin  //add  <= 1;
        mar<=q_w[10:0];
        jp <= 3;
       end
    5'b00011:   begin  //out  <= 1;
        mar<=q_w[10:0];
        jp <= 3;
       end
     
    5'b00100:   begin  //sdal <= 1;
        da <= {{8{q_w[7]}},q_w[7:0]};        //擴充16位有符號數(shù)
        sdal<= 0;
        pc <= pc+1;
        jp<= 0;
       end
     
    5'b00101:   begin  //sdah  <= 1;
        da[15:0] <= {q_w[7:0],da[7:0]};
        sdah <= 0;
        pc <= pc+1;
        jp<= 0;
       end
     
    5'b00110:   begin  //str  <= 1;
        mar<=q_w[10:0];
        ddata <= da;
        jp <= 3;
       end
    5'b00111:   begin  //sub  <= 1;
        mar<=q_w[10:0];
        jp <= 3;
       end
   
    5'b01000:   begin  //jmp  <= 1;
        pc <= q_w[10:0];
        jmp <=0;
        jp <= 0;
       end
    5'b01001:   begin  //jz   <= 1;
        if (jz) pc <= q_w[10:0];
        else   pc <= pc+1;
        jz <=0;
        jp <= 0;
       end
   
    5'b01010:   begin  //jn   <= 1;
        if (jn) pc <= q_w[10:0];
        else   pc <= pc+1;
        jn<=0;
        jp <= 0;
       end
    5'b01011:   begin  //call  <= 1;
         pc_back <= pc+1;
         jp <= 3;
       end
    5'b01100:   begin  //ret  <= 1;
         jp <= 3;
       end
    5'b01101: begin  //mult <= 1;
        mar<=q_w[10:0];
        jp <= 3;
       end
    5'b01110: begin  //divi  <= 1;
        mar<=q_w[10:0];
        jp <= 3;
       end
    5'b11111: jp<=0;
    default:    jp <= 0;
    endcase
   end
  3: begin
    case (q_w[15:11])
    5'b00001: begin  //lda  <= 1;
        jp <= 4;
       end
    5'b00010: begin  //add  <= 1;
        jp <= 4;
       end
      
    5'b00011:   begin  //out  <= 1;
        jp <= 4;
       end
     
    5'b00110:   begin  //str  <= 1;
        dwren <= 1;
        jp <= 4;     
       end
    5'b00111:   begin  //sub  <= 1;
        jp <= 4;
       end
   
    5'b01011:   begin  //call  <= 1;
         pc <= q_w[10:0];
         swren <= 1;
         jp <= 4;
       end
    5'b01100:   begin  //ret  <= 1;
         sp <= sp-1;
         jp <= 4;
       end
    5'b01101: begin  //mult  <= 1;
        jp <= 4;
       end
    5'b01110: begin  //divi <= 1;
        jp <= 4;
       end
    default:    jp <= 0;
    endcase
   end
   
  4: begin
    case (q_w[15:11])
    5'b00001: begin  //lda  <= 1;
        da<=q_data;
        pc <= pc+1;
        jp <= 0;
        lda<= 0;
       end
    5'b00010: begin  //add  <= 1;
        b<=q_data;
        a<=da;
        jp <= 5;
       end
    5'b00011:   begin  //out  <= 1;
        oo <= q_data;
        pc <= pc+1;
        jp <= 0;
        out<= 0;
       end
     
    5'b00110:   begin  //str  <= 1;
        jp <= 5;     
       end
    5'b00111:   begin  //sub  <= 1;
        b<=q_data;
        a<=da;
        jp <= 5;
       end
   
    5'b01011:   begin  //call  <= 1;
         sp <= sp+1;
         jp <= 5;
       end
    5'b01100:   begin  //ret  <= 1;
         jp <= 5;
       end
    5'b01101: begin  //mult  <= 1;
        b<=q_data;
        a<=da;
        jp <= 5;
       end
    5'b01110: begin  //divi  <= 1;
        b<=q_data;
        a<=da;
        jp <= 5;
       end              
    default:    jp <= 0;
    endcase
   end
   5: begin
    case (q_w[15:11])
    5'b00010: begin  //add  <= 1;
        da<=a+b;
        pc <= pc+1;
        add <=0;
        jp <= 0;
       end
     
    5'b00110:   begin  //str  <= 1;
        dwren <= 0;
        pc <= pc+1;
        str <=0;
        jp <= 0;     
       end
    5'b00111:   begin  //sub  <= 1;
        da<=a-b;
        pc <= pc+1;
        sub<=0;
        jp <= 0;
       end
    5'b01011:   begin  //call  <= 1;
         swren <= 0;
         call<=0;
         jp<=0;
       end
    5'b01100:   begin  //ret  <= 1;
         pc <= q_s;
         ret<=0;
         jp <= 0;
       end
    5'b01101: begin  //mult  <= 1;
        da <=a*b;
        pc <= pc+1;
        mult <=0;
        jp <= 0;      
       end
    5'b01110: begin  //divi  <= 1;
        da <=a/b;
        pc <= pc+1;
        divi <=0;
        jp <= 0;      
       end      
    default:    jp <= 0;
    endcase
   end
  endcase
end
end
  endmodule

//////  仿真實例: 求64*8且輸出循環(huán)次數(shù) ////////
//
//   匯編   編譯     
//   sdal 1   2001  
//   str one   3001
//   sub one   3801
//   str result  3002
//   str n   3005
//   sdal 64   2040
//   str x   3003
//   sdal 8   2008
//   str y   3004
//loop:  lda y   0804
//   jz exit  4812
//   sub one   3801
//   str y   3004
//   lda result  0802
//   add x   1003
//   str result  3002
//   call loopno  5814
//   jmp loop  4009
//exit:  out result  1802
//   stp    ffff
//loopno: lda n   0805
//   add one   1001
//   str n   3005
//   out n   1805
//   ret    6000
//     
//  將編譯的16進(jìn)制數(shù)寫入imem16_1.mif  
//         
///////  16進(jìn)制結(jié)果輸出:0200  //////////////////
//
////驗證CPU的實例3: 求8！且輸出結(jié)果。
//
//   匯編   編譯     
//   sdal 1   2001  
//   str one   3001
//   str result  3002
//   sdal 8   2008
//   str x   3003
//loop:  lda x   0803
//   jz exit  480D
//   mult  result 6802  
//   str result  3002
//   lda x   0803
//   sub one   3801
//   str x   3003
//   jmp loop  4005
//exit:  out result  1802
//   stp    ffff
//將編譯的16進(jìn)制數(shù)寫入imem16_2013.mif

/////// 如果下載到開發(fā)板檢查運行情況，各輸出之間要加延時子程序。
//
//畢業(yè)設(shè)計：擴充設(shè)計一個功能完備的計算機，并在PMC110計算機開發(fā)板上下載運行。

頂