计算机组成原理运算器实验算术逻辑运算实验.docx

1、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

2、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DRk DR2中，锁存器的 控制S LDDR1和DDR2必须为高电平,同时由T4脉冲到来。数据开关(“INPUT DEVICE)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(“BUS UNIT-) 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

3、时，只需将“W / R UNIT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、LDDRk LDDR2、 ALU-B、SW-B均由M SWITCH UNIT ”中的二进制数摇开关来模81,其中Cn、 ALUBs SW-B为低电平有效LDDRk LDDR2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0 74LS245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（

4、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H 74LS245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。M 17飙醉星曲建蛭flflMb可以堆PC RFFfc.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D SW-B=0；数据

5、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 ） |nj DR1 fll DR2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。使SWITCH UNIT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；设置 LDDR1=K LDDR2=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-

6、B=0o2）、用输入开关向寄存器DR2置数.。使SWITCH UNIT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；设置 LDDR1=0s LDDR2=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=0s LDDR2=0o2、 打开ALU输岀三态IT： ALU-B=0,设置运算器直传形式S3S2S1S0M为11111o3、 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（K0

7、DR1中的数据）o5、 再次关冈三态门：SW-B=1O打开ALU输岀三态门：ALU-B=0o6、 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 “SWITCH UNIT”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=

8、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：DR1DR2S3 S2 S1SOM=0（算术运算）M=1（遐辑运算）Cn=1Cn=O无进位有进位65A700 00F=(65)F=( 66)F=(9A)65A700 0 1F=(E7)F=( E8)F=(18)65A70010F=(7D)F=( 7E)F=( 82)001 1F=()F=()F=()01 00F=()F=()F=()0101F=()F=()F=()01 1 0F=()F=()F=()0111F=()F=()F=()1000F=()F=()F=()1001F=(

9、)F=()F=()1010F=()F=()F=()1011F=()F=()F=()1 100F=()F=()F=()1101F=()F=()F=()1110F=()F=()F=()1111F=()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10

10、100111,即LED显示为A7；4、步骤3中的运算结果8U下:DR1DR2S3 S2 S1SOMT（算术运算）M=1（遐辑运算）Cn=1Cn=O无进位有进位65A700 00F=(65)F=( 66)F=(9A)65A700 0 1F=(E7)F=( E8)F=(18)65A70010F=(7D)F=( 7E)F=( 82)001 1F=(FF)F=(00)F=(00)01 00F=(A5)F=(A6)F=(dA)0101F=(27)F=(28)F=(58)01 1 0F=(BD)F=(BE)F=(C2)0111F=(3F)F=(40)F=(4D)1000F=(8A)F=(8B)F=(BF)1001F=(OC)F=(OD)F=(3D)1010F=( 4C)F=(AD)F=(7D)1011F=( 24)F=(25)F=(25)1 100F=(CA)F=( CB)F=(FF)1101F=(4C)F=(4D)F=(7D)1110F=(E2)F=(E3)F=( E7)1111F=( 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。