计算机组成原理运算器实验算术逻辑运算实验.docx
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计算机组成原理运算器实验算术逻辑运算实验
实验报告
一、实騎名称
运算器实騎一算术遐辑运算实騎
二、实豔目的
1、了解运算器的组成原理。
2、掌握运算器的工作原理。
3、掌握简单运算器的数据传送通路。
4、验证运算功能发生器（74LS181）的组合助能。
三、实豔设备
TDN-CM++it算机组成原理教学实验系统一套,导线若干。
实验中所用的运算器数据通路如图1"所示。
其中两片74LSI81以串行方式沟成8位字长的ALU,ALU的输出经il一个三态门（74LS245）和数据总线相连。
三态门由ALU-R控制，控制运算器运算的绪果能否送往总线，低电平有效。
为实现双操作数的运算,ALU的两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2（由74LS273实现）锁存数据。
要稱数据总线上的数据锁存到DRkDR2中，锁存器的控制SLDDR1和DDR2必须为高电平,同时由T4脉冲到来。
数据开关（“INPUTDEVICE"）用来给出参与运算的数摇,经过三态（74LS245）后送人数据总线，三态门由SW-B控朝低电平有效。
数据显示灯（“BUSUNIT-）已和数播总线相连，用来显示数据总线上的内容。
图中已将用户需要连接的腔制信号用冏IS标明（其他实騎相同，不再说明），其中除T4为脉冲信号外，其它均为电平信号。
由于实騎电路中的时序信号均已连至“W/RUNIT”的相应时序信号引岀端，因此，在进行实验时，只需将“W/RUNIT"的T4接至“STATEUNIT”的fit动开关KK2的输入竭,按动微动开关,即可获得实酚所需的单脉冲。
ALU运算所需的电平控制信号S3、S2、S1、SO、Cn、M、LDDRkLDDR2、ALU-B、SW-B均由MSWITCHUNIT”中的二进制数摇开关来模81,其中Cn、ALU—BsSW-B为低电平有效LDDRkLDDR2为高电平有效。
对单总线数据通路，需要分时共享总线，每一时刻只能由一组数弼送往总线。
图1-1运算器数据通路
五.实騎内容
1.输入数据通过三态074LS245后送往数据总线，在数据显示灯和数码显示管LED上显示。
2.向DRI（或DR2）中置数,经ALU直传后,经过三态245送人数据总线，在数据显示灯和数码显示管LED±显示
3.将输人DRI和DR2中的两个数进行算术逻辑运算，验证AIU的功能，结果在数据显示灯和数码显示管LED±显示。
K输入数据通过三态H74LS245后经过数据总线在数据显示灯和数码显示
管LED±直接显示
（1）
按下图连接实验线路，仔细查线无族后，接通电滌。
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Mb可以堆"PCRFFfc.或第世*叢赞中不用宿df斤氏》
（2）用二进制数码开关输人数据65H,观察总线数据显示灯和LED灯的变
化。
设置：
＜DSW-B=1；人开关输人：
01100101；3打开三态DSW-B=0；
⑥数据在数码管上显示：
LED-B=O,发W/R脉冲。
（3）观察实豔结果。
2•向DRI（或DR2）中置数，经ALU直传后，经过三态245送入数据总线，在
数据显示灯和数码显示管LED上显示。
（1）重新连接电路，仔细检查无淚之后，接通电源。
（2）|njDR1fllDR2寄存器中置人数折65H和A7H。
泊程为:
1）、用输
入开关向寄存器DR1置数。
①使SWITCHUNIT单元中的开关SW-B=1;
0从输人开关输人：
01100101（数据显示：
灯亮为0,灯不亮为1。
下同）;
3使开关SW-B=0；
④设置LDDR1=KLDDR2=0o
◎将人DR1［按KK2发P4脉冲］,将总线上得数据在数阳管上显示：
LED-B=0o
2）、用输入开关向寄存器DR2置数.。
①使SWITCHUNIT单元中的开关SW-B=1；
0从输人开关输人：
10100111;
3使开关SW-B=0；
⑥设置LDDR1=0sLDDR2=1O
◎将数据打人DR2［按KK2发F4脉冲］,将总线上得数据在数侶管上显示:
LED-B=0o
（3）、检騎输人DR1和DR2寄存器中的数据是否正确。
1、关闲三态门：
SW-B=1,关冈暂存器的输人:
LDDR1=0sLDDR2=0o
2、打开ALU输岀三态IT：
ALU-B=0,设置运算器直传形式S3S2S1S0M为
11111o
3、将总线上的数播在数码菅上显示:
LED-B=0,发W/R脉冲。
4、观察结果（K0DR1中的数据）o
5、再次关冈三态门：
SW-B=1O打开ALU输岀三态门：
ALU-B=0o
6、设置运算器直传形式S3S2S1S0M为10101。
7、将总线上的数据在数码管上显示：
LED-B=0,发W/R脉冲。
8、观察结果（RPDR2中的数据）。
3、将输人DR1和DR2中的两f数进行算术逆辑运算，验证ALU的功能,结
果在数锯显示灯和数码显示管LED±显示。
（1）、保持中数据不变，若不知道中是否有数据，可按实验步骤2中得（3）去检查。
（2）通U“SWITCHUNIT”改变开关S3,S2,S1,SO,Cn,M的值,可将两数进行不同的运算。
例则：
设置S3S2S1S0CnM=10010,运算器进行加法运算，设置S3S2S1S0CnM=01100,运算器进行减法运算。
最后根据运算结果填写下表：
DR1
DR2
S3S2S1
SO
M=0（算术运算）
M=1
（遐辑运
算）
Cn=1
Cn=O
无进位
有进位
65
A7
0000
F=（65）
F=（66）
F=（9A）
65
A7
0001
F=（E7）
F=（E8）
F=（18）
65
A7
0010
F=（7D）
F=（7E）
F=（82）
0011
F=（）
F=（）
F=（）
0100
F=（）
F=（）
F=（）
0101
F=（）
F=（）
F=（）
0110
F=（）
F=（）
F=（）
0111
F=（）
F=（）
F=（）
1000
F=（）
F=（）
F=（）
1001
F=（）
F=（）
F=（）
1010
F=（）
F=（）
F=（）
1011
F=（）
F=（）
F=（）
1100
F=（）
F=（）
F=（）
1101
F=（）
F=（）
F=（）
1110
F=（）
F=（）
F=（）
1111
F=（）
F=（）
F=（）
七、实騎结果
1、在实验步骤1第（3）步观察到的结果是亮、略、略、亮、亮、略、亮、略,
即运算器最后存储的数据是01100101,即LED显示为65；
2、在实酚步骤2第（3）步现察到的结果是亮、略、略、亮、亮、略、亮、略,
即运算器最后存齢的数据是01100101,即LED显示为65；
3、在实验步骤2第（3）步观察到的结果是略、亮、略、亮、亮、略、略、略,
即运算器最后存储的数据是10100111,即LED显示为A7；
4、步骤3中的运算结果8U下:
DR1
DR2
S3S2S1
SO
MT（算术运算）
M=1
（遐辑运
算）
Cn=1
Cn=O
无进位
有进位
65
A7
0000
F=（65）
F=（66）
F=（9A）
65
A7
0001
F=（E7）
F=（E8）
F=（18）
65
A7
0010
F=（7D）
F=（7E）
F=（82）
0011
F=（FF）
F=（00）
F=（00）
0100
F=（A5）
F=（A6）
F=（dA）
0101
F=（27）
F=（28）
F=（58）
0110
F=（BD）
F=（BE）
F=（C2）
0111
F=（3F）
F=（40）
F=（4D）
1000
F=（8A）
F=（8B）
F=（BF）
1001
F=（OC）
F=（OD）
F=（3D）
1010
F=（4C）
F=（AD）
F=（7D）
1011
F=（24）
F=（25）
F=（25）
1100
F=（CA）
F=（CB）
F=（FF）
1101
F=（4C）
F=（4D）
F=（7D）
1110
F=（E2）
F=（E3）
F=（E7）
1111
F=（64）
F=（65）
F=（65）
八、小结
通11这次实騎，我明白了要很好的完成实验首先一定要注恿线路的连接，需要对应的要一一对应。
我掌握了算术遐辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理，并熟悉了怎样输人編岀数据和酚算由74LS181等组合逻堀思电路的运算助能发生器运算助能等实酚步骤和要求。
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