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，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。
　　CPU基本性能速度：1Hz-2.048MHz ，3T-5T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16bit  ROM：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。
　　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 。 当有加法进位或减法借位时，CF<=1 ； 当输出的数为0x00/00000000时，ZF<=1 ； 当输出的最高位/符号位为1时，SF<=1 ； 当输出的8个字节中有偶数个1时，PF<= 1 。
　　3.寄存器堆
　　ABCDEFXY 8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：256*DPTRH + DPTRL + INDEX ；  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！
　　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） 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）
　　示例代码
　　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 0xff03
　　LCD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《DJS-08 电子计算机 》作者：BH2VGM。
　　https://oshwhub.com/king13478509115/8bitcisc#P2