8位算术逻辑运算计算机组成原理实验一

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上海应用技术学院计算机科学与信息工程系·2006 年编制《计算机组成与结构》课程实验报告实验名称算术逻辑运算实验序号1实验日期2013.3.29姓 名院系计算机班 级学 号专 业计算机科学与技术指导教师成 绩一、实验目的及要求一、实验目的及要求 1．掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。 2． 验证算术逻辑运算功能发生器 74LS181 的组合功能。三、实验内容三、实验内容 1．用二进制数码开关 KD0-KD7 向 DR1 和 DR2 计数器指数。方法：关闭 ALU 输出三态 门(ALUB’=0),开启输入三态门(swb=0),输入脉冲 T4 按手动脉冲发生按钮产生。 ALUB=1 LDDR1=1 KD0-D7=00110101SWB=0 LDDR2=0 T4=KD0-D7=01001000ALUB=1SWB=1LDDR1=0，LDDR2=1T4=2．检查 DR1 和 DR2 中存入的数据是否正确，利用算术逻辑运算功能发生器 74LS181 的 逻辑功能，即 M=1 具体操作为：关闭数据输入三态门 swb=1 打开 ALU 输出三态门 ALUB=0.当置 S2,S3，S1，S0，M 为 1 1 1 1 1 时，总线指示灯显示 DR1 中的数，而置 10101 时总线指示灯显示 DR2 中的数。说明：LDDRl、LDDR2、ALUB’、SWB’四个信号电平由对应的开关LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB 给出，拨在上面为“1” ，拨在下面为“0” ，电平值由对应的显示灯显示，T4 由手动脉冲开关给出。3．验证 74LS181 的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)在给定 DRl＝35、DR2=48 的情况下，改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置，观察运算器的输出，填入实验报告表中，并和理论分析进行比较、验证。4.实验连接图数据开关置数开输入三态门数据存入寄存器 DR1数据开关置数数据开关置数开输入三态门上海应用技术学院计算机科学与信息工程系·2006 年编制上海应用技术学院计算机科学与信息工程系·2006 年编制二、实验准备二、实验准备1．仔细阅读实验指导书，弄清楚实验步骤和实验原理。实验中所用的运算器数据通路如图所示。其中运算器由两片 74LSl81 以并／串形成 8 位字长的 ALU 构成。运算器的输出经过一个三态门 74LS245(U33)到 ALUO1 插座，实验时用 8 芯排线和内部数据总线 BUSD0~D7 插座BUSl～6 中的任一个相连，内部数据总线通过 LZDO～LZD7 显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器 74LS273(U29、U30)锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过 8 芯排线连至外部数据总线 EXD0~D7 插座 EXJl～EXJ3 中的任一个；参与运算的数据来自于 8 位数据开并 KD0~KD7，并经过一三态门 74LS245(U51)直接连至外部数据总线 EXD0~EXD7，通过数据开关输入的数据由 LD0~LD7 显示。图中算术逻辑运算功能发生器 74LS18l(U3l、U32)的功能控制信号 S3、S2、Sl、S0、CN、M 并行相连后连至 SJ2 插座，实验时通过 6 芯排线连至 6 位功能开关插座 UJ2，以手动方式用二进制开关 S3、S2、S1、S0、CN、M 来模拟 74LSl8l(U31、U32)的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号 LDDRl、LDDR2、ALUB’、SWB’、以手动方式用二进制开关 LDDRl、：LDDR2、ALUB、SWB 来模拟，这几个信号有自动和手动两种方式产生，通过跳线器切换，其中 ALUB’、SWB’、为低电平有效，LDDRl、LDDR2 为高电平有效。另有信号 T4 为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器 J23 上 T4 与手动脉冲发生开关的输出端 SD 相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。2．正确连接线路，准备好实验要用的仪器： (1)低 8 位运算器模块 (2)数据输入并显示模块 (3)数据总线显示模块 (4)功能开关模块3．检查实验线路，无误后打开电源。开始实验。 (1)ALUBUS 连 EXJ3 (2)ALUO1 连 BUS1 (3)UJS 连 UJ2 (4)跳线器 J23 上 T4 连 SD (5)LDDR1,LDDR2，ALUB,SWB 四个跳线器拨在左边。 (6)AR 跳线器波在左边同时开关 AR 拨在”1”电平。4 位S3 S2 S1 S0Ｍ＝１Ｍ＝１上海应用技术学院计算机科学与信息工程系·2006 年编制Ｍ＝０(算数运算)Ｍ＝０(算数运算)ＣＣn=1 无进位无进位ＣＣn=0 有进位有进位(逻辑运算)(逻辑运算)ALU00 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1F=A F=A+B F=A+/B F=2 的补 F=A 加(A*/B) F=(A+B)加 (A*/B) F=A 减 B 减 1 F=(A*/B)减 1 F=A 加 A*B F=A 加 B F=(A+/B)加 A*B F=A*B 减 1 F=A 加 A F=(A+B)加 A F=(A+/B)加 A F=A 减 1F=A 加 1 F=(A+B)加 1 F=(A+/B)加 1 F=0 F=A 加(A*B)加 1 F=(A+B)加(A*/B)加 1 F=A 减 B F=(A*/B) F=A 加 AB 加 1 F=A 加 B 加 1 F=(A+/B)加 A*B 加 1 F=AB F=A 加 A 加 1 F=(A+B)加 A 加 1 F=(A+/B)加 A 加 1 F=AF=/A F=/(A+B) F=/A*B F=0 F=/(A*B) F=/B F=(A B) F=(A*/B) F=/A+B F=/(A B F=B F=AB F=1 F=A+/B F=A+B F=A四、实验结论和体会四、实验结论和体会 1．通过本次实验我学会了一些简单运算器的数据传送通路组成，还验证了算术逻辑运算 发生器 74LS181 的组合电路。 2．本次实验遇到了一些小问题。实验线路接线不成功，原因是一些不明显的错误没有及 早发现，后来检查到错误后及时改正过来，实验才得以成功。 3．本次实验还让我学到了团队合作的重要性，线路是我和搭档两个人接的，我们两个人 很好的合作，最后，成功地完成了实验，本次实验，我受益匪浅。＋＋ 关 键 词： 算术 逻辑运算 计算机 组成 原理 实验

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