# 制作一个能做加法运算的计算机

上一节我们制作的计算机只能通过指令来控制“十六进制数码管”的显示。本节，我们来把电路稍稍改造成如下图所示的样子，增加一个加法器，并在“加法器”和“十六进制数码管”的输入端串联一个“触发器”用来缓存数据。同时我们增加了一根竖直的导线，把各种元件统一连接在一起，起到汇总的作用，所以它还有个名字，叫做“总线”。另外，由于加法器的输出和ROM数据的输出同时连接到总线上，所以我们使用了“断路控制器”通过信号控制来防止它们同时起作用而造成短路现象。

![](https://3964505959-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FW1K2pamBzK76kBfmyyQw%2Fuploads%2Fgit-blob-91e48a513d521ab3e6c208514d9f2636c1b562ff%2F5-2.gif?alt=media)

现在我们开始编写指令来实现2+3运算，并把结果显示在“十六进制数码管”上。在编写指令之前，我们先来看下“只读存储器”多出来的输出端都是做什么的。

* D3\~D0和前一节相同，输出下一条指令的地址
* D7\~D4和前一节相同，输出指令中携带的数据
* D8控制D7\~D4是否连接到总线上
* D9控制总线数据是否传输到“十六进制数码管”的寄存器中。
* D10控制加法器的输出端是否连接到总线上
* D11控制总线数据是否传输到加法器的输入端1
* D12控制总线数据是否传输到加法器的输入端2

这次“只读存储器”多出来的输出端D12\~D8全部都是控制信号，主要负责各个元件的输入输出端何时连接到总线，用以完成各种复杂功能。我把编写好的用以实现2+3运算的指令列在如下的表格中。

| 地址   | D3\~D0 | D7\~D4 | D8 | D9 | D10 | D11 | D12 | 十六进制   |
| ---- | ------ | ------ | -- | -- | --- | --- | --- | ------ |
| 0000 | 0001   | 0010   | 1  | 0  | 0   | 0   | 0   | 0x121  |
| 0001 | 0010   | 0010   | 1  | 0  | 0   | 1   | 0   | 0x922  |
| 0010 | 0011   | 0011   | 1  | 0  | 0   | 0   | 0   | 0x133  |
| 0011 | 0100   | 0011   | 1  | 0  | 0   | 0   | 1   | 0x1134 |
| 0100 | 0101   | 0000   | 0  | 0  | 1   | 0   | 0   | 0x405  |
| 0101 | 0000   | 0000   | 0  | 1  | 1   | 0   | 0   | 0x600  |

我们来逐条分析下这些指令是如何工作的：

```
地址0000：设置D8=1，使D7~D4的数据0010传送到总线
地址0001：设置D11=1使加法器的“输入端1”由0变成1，总线数据0010被保存到加法器的寄存器1里
地址0010：设置D8=1，使D7~D4的数据0011传送到总线
地址0011：设置D12=1使加法器的“输入端2”由0变成1，总线数据0011被传送到加法器的寄存器2里
地址0100：设置D10=1，使加法器输出的计算的结果传送到总线
地址0101：设置D9=1，把总线数据传送给“十六进制数码管”显示出来
```

最终它的演示动画如下图所示。

![](https://3964505959-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FW1K2pamBzK76kBfmyyQw%2Fuploads%2Fgit-blob-490e3fcaa98d9ff5f41a175080fd94dd768d4053%2F5-3.gif?alt=media)