# -*- encoding: utf-8 -*- """ @Author: packy945 @FileName: ExecInstructWithText.py @DateTime: 2023/6/30 16:49 @SoftWare: PyCharm """ from RightPanel import * from tkinter import scrolledtext class ExecInstructWithText: def __init__(self): self.out = '' # 初始化综合输出框 self.play = 0 # 初始化程序运行状态 def SimDiv(self, n): # 除法指令001000 self.clock(3) # 第三个节拍 self.SimIR_MAD() # 将地址从IR传到MAD并且SIG发出信号 self.clock(4) # 第四个节拍 self.get_mem(cpu.MAD_int) # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.SimSIG_Rn(n + 2) # SIG通知R2接受数据 # 开始计算 self.clock(5) # 第五个节拍 self.SimR_ALU(n) # R1 R2 进入ALU中 self.clock(6) # 第六个节拍 ans = cpu.R_int[n] // cpu.R_int[n + 1] # 进行计算 self.SimANS_Rn(ans, n) # ALU将计算结果存到R[n] self.out += '除法指令：' + '\n' # 输出信息到综合输出框 self.out += 'R' + str(n + 1) + ' / R' + str(n + 2) + ' -> R' + str(n + 1) + '\n' # 输出信息到综合输出框 def SimMinus(self, n): # 减法指令000111 self.clock(3) # 第三个节拍 self.SimIR_MAD() # 将地址从IR传到MAD并且SIG发出信号 self.clock(4) # 第四个节拍 self.get_mem(cpu.MAD_int) # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.SimSIG_Rn(n + 2) # SIG通知R2接受数据 # 开始计算 self.clock(5) # 第五个节拍 self.SimR_ALU(n) # R1 R2 进入ALU中 self.clock(6) # 第六个节拍 ans = cpu.R_int[n] - cpu.R_int[n + 1] # 进行计算 self.SimANS_Rn(ans, n) # ALU将计算结果存到R[n] self.out += '减法指令：' + '\n' # 输出信息到综合输出框 self.out += 'R' + str(n + 1) + ' - R' + str(n + 2) + ' -> R' + str(n + 1) + '\n' # 输出信息到综合输出框 def SimStop(self): # 停机指令000110 self.out += '停机指令：\n' + '停机\n' # 添加打印信息到综合输出框 cpu.__init__() # 重置cpu各项数据 init(cv) # 显示复位 self.play = 0 # 标记为未运行 self.auto_display() # 显示输出信息 def Simprint(self): # 打印指令000101 self.clock(3) # 第三个节拍 self.SimIR_MAD() # 将地址从IR传到MAD并且SIG发出信号 self.clock(4) # 第四个节拍 self.get_mem(cpu.MAD_int) # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.out += '打印指令：' + '\n' + cpu.MCO() + '\n' # 添加打印信息到综合输出框 self.auto_display() # 显示输出信息 def SimProduct(self, n): # 乘法指令000100 self.clock(3) # 第三个节拍 self.SimIR_MAD() # 将地址从IR传到MAD并且SIG发出信号 self.clock(4) # 第四个节拍 self.get_mem(cpu.MAD_int) # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.SimSIG_Rn(n + 2) # SIG通知R2接受数据 # 开始计算 self.clock(5) # 第五个节拍 self.SimR_ALU(n) # R1 R2 进入ALU中 self.clock(6) # 第六个节拍 ans = cpu.R_int[n] * cpu.R_int[n + 1] # 进行计算 self.SimANS_Rn(ans, n) # ALU将计算结果存到R[n] self.out += '乘法指令：' + '\n' # 输出信息到综合输出框 self.out += 'R' + str(n + 1) + ' x R' + str(n + 2) + ' -> R' + str(n + 1) + '\n' # 输出信息到综合输出框 def SimAddr(self, n): # 加法指令000011 self.clock(3) # 第三个节拍 self.SimIR_MAD() # 将地址从IR传到MAD并且SIG发出信号 self.clock(4) # 第四个节拍 self.get_mem(cpu.MAD_int) # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.SimSIG_Rn(n + 2) # SIG通知Rn+1接受数据 # 开始计算 self.clock(5) # 第五个节拍 self.SimR_ALU(n) # R[n] R[n+1] 进入ALU中 self.clock(6) # 第六个节拍 # 记录计算结果到ans中 ans = cpu.R_int[n] + cpu.R_int[n + 1] self.SimANS_Rn(ans, n) # ALU将计算结果存到Rn self.out += '加法指令：' + '\n' # 输出信息到综合输出框 self.out += 'R' + str(n + 1) + ' + R' + str(n + 2) + ' -> R' + str(n + 1) + '\n' # 输出信息到综合输出框 def SimPut(self, n): # 000010存数指令(R1) # 010010存数指令(R2) # 100010存数指令(R3) # 110010存数指令(R4) self.clock(3) # 第三个节拍 self.SimIR_MAD() # 将地址从IR传到MAD并且SIG发出信号 self.clock(4) # 第四个节拍 self.mark_MEM() # 标记MAD对应的存储单元 self.SinRn_MCO(n) # Rn->MCO self.SimMCO_MEM() # MCO->对应的存储单元 self.out += '存数指令：' + '\n' # 输出信息到综合输出框 self.out += 'R' + str(n + 1) + ' -> SimMem[' + str(cpu.MAD_int) + ']' + '\n' # 输出信息到综合输出框 def SimGet(self, n): # 000001取数指令(R1) n = 0 # 010001取数指令(R2) n = 1 # 100001取数指令(R3) n = 2 # 110001取数指令(R4) n = 3 self.clock(3) # 第三个节拍 self.SimIR_MAD() # 将地址从IR传到MAD并且SIG发出信号 self.clock(4) # 第四个节拍 self.get_mem(cpu.MAD_int) # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.SimSIG_Rn(n + 1) # SIG通知R1接受数据 self.out += '取数指令：' + '\n' # 输出信息到综合输出框 self.out += 'SimMem[' + str(cpu.MAD_int) + '] -> R' + str(n + 1) + '\n' # 输出信息到综合输出框 def clock(self, n): cpu.CLO(n - 1) # 更改cpu内时钟刻的信息 cl.clo_mark(cv) # 根据cpu显示时钟刻 time.sleep(cpu.time) # 定格一段时间 def print_mark(self, lines): for l in lines: # 遍历要输出的线的信息 self.out += l.replace('_', '->') + '\n' # 将信息显示到综合输出框 self.auto_display() # 显示综合输出框 time.sleep(cpu.time) # 定格一段时间 def auto_display(self): # 自动运行窗口 for w in root_right.winfo_children(): w.destroy() # 清除右侧组件 # 右侧窗口标题 lab = tk.Label(root_right, text="执行指令(仅寄存器)", bg=WHITE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 18)) lab.place(relx=0, rely=0.02, width=250, height=30) y0 = 0.1 # 开始运行程序按钮 start = tk.Button(root_right, text="自动运行程序", bg=WHITE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12), command=lambda: self.exec_instruct_with_text()) start.place(relx=0.1, rely=0.05 + y0, width=200, height=30) if self.play == 1: start['state'] = DISABLED else: start['state'] = NORMAL # 显示当时正在进行的操作码(INSCODE) lab = tk.Label(root_right, text="当前操作码:", bg=WHITE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12), anchor=W) lab.place(relx=0.1, rely=0.1 + y0, width=120, height=30) lab2 = tk.Label(root_right, text=cpu.CODE(), bg=BLUE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12)) lab2.place(relx=0.1, rely=0.15 + y0, width=200, height=30) # 显示当时正在进行的操作名称 command = ['取指令', '取数指令', '存数指令', '加法指令', '乘法指令', '打印指令', '停机指令', '减法指令', '除法指令', '跳转指令'] lab = tk.Label(root_right, text="正在执行指令:", bg=WHITE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12), anchor=W) lab.place(relx=0.1, rely=0.2 + y0, width=120, height=30) lab2 = tk.Label(root_right, text=command[cpu.code % 16], bg=BLUE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12)) lab2.place(relx=0.1, rely=0.25 + y0, width=200, height=30) # 综合输出框，进行打印指令与停机指令的相应输出 lab = tk.Label(root_right, text="综合输出框:", bg=WHITE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12), anchor=W) lab.place(relx=0.1, rely=0.3 + y0, width=120, height=30) scr = scrolledtext.ScrolledText(root_right, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12,)) scr.place(relx=0.1, rely=0.35 + y0, width=200, height=300) scr.insert('end', self.out) # 末尾插入 scr.config(state=DISABLED) # 设置文本框为 “不能编辑” scr.see(END) # 设置视图为最后一行 # lab2 = tk.Label(root_right, text=self.out, bg=BLUE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12), anchor=N) # lab2.place(relx=0.1, rely=0.35 + y0, width=200, height=150) # 清空中和输出框按钮 B = tk.Button(root_right, text="清空", bg=WHITE, fg=BLACK, font=('微软雅黑', 12), command=lambda: self.out_clear()) B.place(relx=0.5, rely=0.3 + y0, width=50, height=30) def out_clear(self): self.out = '' self.auto_display() # 执行一条指令 def exec_instruct_with_text(self): while 1: self.play = 1 # 更新系统状态为正在运行 self.auto_display() # 显示自动执行的输出框 self.get() # 执行取数指令（时钟前2个节拍） code = cpu.code # 读取当前指令 self.auto_display() # 显示自动执行的输出框 if code % 16 == 1: # 000001取数指令(R1) self.SimGet(code // 16) elif code % 16 == 2: # 000010存数指令(R1) self.SimPut(code // 16) elif code % 16 == 3: # 000011加法指令 op = 0(R1) self.SimAddr(code // 16) elif code % 16 == 4: # 000100乘法指令 op = 2 self.SimProduct(code // 16) elif code == 5: # 打印指令000101 self.Simprint() elif code == 6: # 停机指令000110 self.SimStop() break elif code % 16 == 7: # 000111减法指令 op = 1 self.SimMinus(code // 16) elif code % 16 == 8: # 001000除法指令 op = 3 self.SimDiv(code // 16) else: self.SimStop() break cpu.code = 0 # 更新指令为取数指令 si.init(cv, root) def SimIR_MAD(self): si.MEM(cv, 1) self.print_mark(['IR_MAD', 'SIG_MEM']) time.sleep(cpu.time) si.MEM(cv, 0) IR = cpu.IR() sum = 0 for i in range(11): if IR[i + 6] == ' ': continue sum *= 2 sum += int(IR[i + 6]) cpu.MAD_int = sum mem.show(cv, root) si.init(cv, root) def SimMEM_MCO(self): cpu.MCO_int = cpu.str_int(cpu.SimMem[cpu.MAD_int]) mem.show(cv, root) def SimPC_SIG(self): self.print_mark(['PC_SIG']) PC = cpu.PC() code = 0 for i in range(6): code *= 2 code += int(PC[i]) cpu.code = code si.init(cv, root) def SimPC_MAD(self): PC = cpu.PC() sum = 0 for i in range(11): if PC[i + 6] == ' ': continue sum *= 2 sum += int(PC[i + 6]) cpu.MAD_int = sum mem.show(cv, root) si.init(cv, root) def SimMCO_IR(self): time.sleep(cpu.time) si.IR(cv, 1) self.print_mark(['MCO_IR', 'SIG_IR']) time.sleep(cpu.time) si.IR(cv, 0) cpu.IR_int = cpu.MCO_int si.init(cv, root) cl.init(cv, root) def SimIR_SIG(self): self.print_mark(['IR_SIG']) time.sleep(cpu.time) IR = cpu.IR() code = 0 for i in range(6): code *= 2 code += int(IR[i]) # print(code) cpu.code = code si.init(cv, root) def PC_1(self): si.PC(cv, 1) time.sleep(cpu.time) self.print_mark(['SIG_PC']) time.sleep(cpu.time) si.PC(cv, 0) cpu.PC_int += 1 cl.init(cv, root) def SimSIG_MAD(self): si.MEM(cv, 1) self.print_mark(['PC_MAD', 'SIG_MEM']) time.sleep(cpu.time) si.MEM(cv, 0) def get(self): # 000000为取指令 self.clock(1) # 第一个节拍 self.SimPC_SIG() # PC->SIG self.SimSIG_MAD() # 将地址传到MAD并且SIG发出信号 self.SimPC_MAD() # PC传参数给MAD self.clock(2) # 第二个节拍 self.get_mem(cpu.MAD_int) # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.SimMCO_IR() # mco把值传给IR self.SimIR_SIG() # IR把CODE值传给SIG self.clock(3) # 第三个节拍 self.PC_1() # PC+1 self.out += '取指令：' + '\n' + cpu.CODE() + '\n' # 添加打印信息到综合输出框 self.auto_display() # 显示输出信息 def SimSIG_Rn(self, n): # SIG->R[n] eval('si.R' + str(n) + '(cv, 1)') eval("self.print_mark(['SIG_R" + str(n) + "', 'MCO_R" + str(n) + "'])") time.sleep(cpu.time) eval('si.R' + str(n) + '(cv, 0)') si.init(cv, root) # 将Mcontent中的数字存到R中 cpu.R_int[n - 1] = cpu.MCO_int alu.init(cv, root) def mark_MEM(self): self.print_mark(["MAD_MEM"]) for j in range(20): cpu.SimMARK[j] = False cpu.SimMARK[cpu.MAD_int] = True mem.mark(cv) def SinRn_MCO(self, n): eval('self.print_mark(["R' + str(n + 1) + '_MCO"])') # self.print_mark(["R1_MCO"]) cpu.MCO_int = cpu.R_int[n] mem.show(cv, root) alu.init(cv, root) time.sleep(cpu.time) self.print_mark(["MCO_MEM"]) def SimMCO_MEM(self): cpu.SimMem[cpu.MAD_int] = bin(cpu.MCO_int).replace('0b', '').zfill(16) mem.show(cv, root) time.sleep(cpu.time) cpu.SimMARK[cpu.MAD_int] = False mem.mark(cv) def SimR_ALU(self, n): # 高亮显示R1->ALU, R2->ALU eval('self.print_mark(["R' + str(n + 1) + '_ALU1", "R' + str(n + 2) + '_ALU2"])') time.sleep(cpu.time) alu.init(cv, root) time.sleep(cpu.time) # SIG向ALU运算器发出指令 self.print_mark(["SIG_ALU"]) def SimANS_Rn(self, ans, n): eval('self.print_mark(["ALU_R' + str(n + 1) + '"])') time.sleep(cpu.time) # 将运算结果存入R1中 cpu.R_int[n] = ans alu.init(cv, root) def get_mem(self, num): # 将MAD指定地址的内容取到MCO中 self.print_mark(["MAD_MEM"]) for j in range(20): cpu.SimMARK[j] = False cpu.SimMARK[num] = True mem.mark(cv) self.print_mark(["MEM_MCO"]) self.SimMEM_MCO() cpu.SimMARK[num] = False mem.mark(cv) def exec_test_program(): Program = [ '0000010000001000', '0000110000001010', '0001000000001001', '0001000000001000', '0000110000001011', '0000100000001100', '0001010000001100', '0001100000000000', '0000000000000101', '0000000000001001', '0000000000000110', '0000000000001000' ] # 输入题目要求的程序 for i in range(len(Program)): cpu.SimMem[i] = Program[i] # 将上述程序装载入仿真存储器中 cpu.PC_int = 0 # 设置PC值为“00000000 00000000” init(cv) # 初始化cpu run_text = ExecInstructWithText() # 实例化类 run_text.auto_display() # 开始执行完整一段程序 root.mainloop() # 执行可视化 if __name__ == "__main__": cpu.time = 0.05 exec_test_program()