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ExcelCPU：在电子表格中构建16位计算机的完整指南

【免费下载链接】excelCPU16-bit CPU for Excel, and related files项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ex/excelCPU

你是否想过在Excel这个日常办公软件中运行一个完整的16位CPU？🤔 ExcelCPU项目将这个想法变成了现实，让你能够在熟悉的电子表格环境中体验计算机体系结构的奥秘。本文将为你详细介绍这个独特项目的核心功能和使用方法。

🎯 项目核心价值解析

ExcelCPU不仅仅是一个技术演示，它提供了一个完整的计算机系统模拟环境。通过这个项目，你可以：

• 直观理解计算机工作原理- 在单元格中看到指令执行的全过程
• 学习汇编语言编程- 使用24条指令构建完整的程序逻辑
• 实验硬件设计概念- 通过表格布局理解CPU内部结构

💻 系统架构详解

核心硬件配置

ExcelCPU模拟了一个功能完整的16位计算机系统：

• 16个通用寄存器- R0到R15，支持各种数据操作
• 128KB内存空间- 提供充足的存储容量
• 128x128像素显示屏- 实现图形输出功能
• 完整的指令集- 支持算术、逻辑、跳转等操作

运行环境准备

在开始使用ExcelCPU之前，需要进行必要的配置：

1. 启用迭代计算- 在Excel选项中设置，确保最大迭代次数为1
2. 配置时钟信号- 通过B2单元格控制CPU运行速度
3. 初始化系统状态- 使用重置按钮准备执行环境

🔧 实际应用场景

教育演示用途

ExcelCPU是计算机科学教学的理想工具。通过可视化的方式展示：

• 指令执行流程
• 寄存器状态变化
• 内存读写操作

程序开发实践

项目中提供了多个示例程序，展示了不同的编程模式：

弹跳球程序- 模拟4x4像素球在屏幕上的弹跳运动，涉及坐标计算、碰撞检测等核心概念。

循环计数程序- 演示基本的循环结构和内存操作。

📋 编程语言特色

Excel-ASM16语言专门为这个CPU设计，具有以下特点：

指令分类清晰

• 数据传输类- LOAD、STORE、TRAN
• 算术运算类- ADD、SUB、MULT、DIV
• 逻辑运算类- AND、OR、XOR、NOT
• 控制流类- JMP、JEQ、JLT、JGE
• 系统控制类- CLC、STC、NOP

操作数类型多样

支持三种操作数格式：

• 寄存器操作数- 直接访问16个通用寄存器
• 内存地址操作数- 通过十六进制地址访问内存单元
• 立即数操作数- 支持十进制和十六进制数值

🚀 快速入门指南

环境搭建步骤

1. 克隆项目仓库：

git clone https://gitcode.com/gh_mirrors/ex/excelCPU

2. 打开CPU.xlsx文件
3. 配置Excel迭代计算选项
4. 准备运行第一个程序

基本操作流程

1. 系统重置- 使用F2单元格的重置按钮
2. 内存初始化- 通过重置RAM或读取ROM选项
3. 程序执行- 使用F9键控制时钟信号

🔍 高级功能探索

手动模式控制

通过J2单元格的开关，可以切换到手动操作模式。在这种模式下：

• 可以直接指定要执行的指令
• 观察每个指令对系统状态的影响
• 逐步调试程序逻辑

编译器集成

项目提供了专门的编译器工具compileExcelASM16.py，可以将汇编程序编译为ROM格式：

py compileExcelASM16.py program.s ROM.xlsx

💡 实用技巧与建议

性能优化策略

• 合理控制时钟频率- 避免过快执行导致Excel响应延迟
• 等待计算完成- 在Excel底部显示"Ready"后再继续操作
• 分批处理数据- 对于复杂程序，分阶段执行和调试

调试方法

• 寄存器状态监控- 实时观察寄存器值变化
• 内存内容检查- 验证数据存储和读取的正确性
• 单步执行- 在手动模式下逐步执行指令

🌟 项目特色总结

ExcelCPU项目最大的价值在于它打破了传统计算机模拟器的界限。通过将CPU实现在Excel中，它：

• 降低了学习门槛- 使用熟悉的工具环境
• 提供了直观展示- 所有操作在表格中可见
• 保持了系统完整性- 完整的指令集和硬件配置

无论你是计算机专业的学生、硬件爱好者，还是对计算机原理感兴趣的普通用户，ExcelCPU都能为你提供一个独特而有趣的学习平台。通过这个项目，你不仅能够理解计算机的工作原理，还能亲身体验从底层硬件到上层软件的完整技术栈。

现在就开始你的Excel计算机之旅，在电子表格中发现计算机科学的无限可能！✨

【免费下载链接】excelCPU16-bit CPU for Excel, and related files项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ex/excelCPU