計算機(jī)組成原理運算器實驗—算術(shù)邏輯運算實驗

1、實驗報告一、實驗名稱運算器實驗算術(shù)邏輯運算實驗二、實驗?zāi)康?、了解運算器得組成原理。2、掌握運算器得工作原理.3、掌握簡單運算器得數(shù)據(jù)傳送通路。4、驗證運算功能發(fā)生器（74LS181）得組合功能.三、實驗設(shè)備TDN-CM+計算機(jī)組成原理教學(xué)實驗系統(tǒng)一套，導(dǎo)線若干。四、實驗原理實驗中所用得運算器數(shù)據(jù)通路如圖1-1所示。其中兩片74LSl81以用行方式構(gòu)成8位字長得ALU,ALU得輸出經(jīng)過一個三態(tài)門（74LS245）與數(shù)據(jù)總線相連.三態(tài)門由ALUR控制，控制運算器運算得結(jié)果能否送往總線，低電平有效。為實現(xiàn)雙操作數(shù)得運算，ALU得兩個數(shù)據(jù)輸入端分別由二個鎖存器DR1、DR2（由74LS273實現(xiàn)）鎖

2、存數(shù)據(jù)。要將數(shù)據(jù)總線上得數(shù)據(jù)鎖存到DRl、DR2中，鎖存器得控制端LDDR1與DDR2必須為高電平，同時由T4脈沖到來。數(shù)據(jù)開關(guān)（“INPUTDEVICE”）用來給出參與運算得數(shù)據(jù)，經(jīng)過三態(tài)（74LS245）后送入數(shù)據(jù)總線，三態(tài)門由SW-B控制,低電平有效。數(shù)據(jù)顯示燈（“BUSUNIT"）已與數(shù)據(jù)總線相連，用來顯示數(shù)據(jù)總線上得內(nèi)容.圖中已將用戶需要連接得控制信號用圓圈標(biāo)明（其她實驗相同,不再說明）,其中除T4為脈沖信號外，其它均為電平信號。由于實驗電路中得時序信號均已連至“W/RUNIT'得相應(yīng)時序信號引出端，因止匕，在進(jìn)行實驗時，只需將“W/RUNIT"得T4接至

3、“STATEUNIT”得微動開關(guān)KK2得輸入端，按動微動開關(guān)，即可獲得實驗所需得單脈沖.ALU運算所需得電平控制信號S3、S2、SI、S0、Cn、M、LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB均由“SWITCHUNIT”中得二進(jìn)制數(shù)據(jù)開關(guān)來模擬，其中Cn、ALUB、SWB為低電平有效LDDR1、LDDR2為高電平有效。對單總線數(shù)據(jù)通路，需要分時共享總線，每一時刻只能由一組數(shù)據(jù)送往總線。a 一rM 二g4 JI和AWiisakQ7 -1M QJ-QU DRtGtJi j p? i _ B . .個工LDWL：; F3- -FO CMTrjCN4 ALV.iai 1 LJmAj -AOB13-ffi

4、L-1運算器數(shù)據(jù)逋路五、實驗內(nèi)容1.輸入數(shù)據(jù)通過三態(tài)門74LS245后送往數(shù)據(jù)總線，在數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)碼顯示管LED上顯示。2.向DR1(或DR2)中置數(shù)，經(jīng)ALU直傳后，經(jīng)過三態(tài)245送入數(shù)據(jù)總線,在數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)碼顯示管LED上顯示3。將輸入DRl與DR2中得兩個數(shù)進(jìn)行算術(shù)邏輯運算，驗證AlU得功能，結(jié)果在數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)碼顯示管LED上顯示.六、實驗步驟1、輸入數(shù)據(jù)通過三態(tài)門74LS245后經(jīng)過數(shù)據(jù)總線在數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)碼顯示管LED上直接顯示(1)按下圖連接實驗線路，仔細(xì)查線無誤后，接通電源。“utMdeviciD7DDOrOCHiMI嘲總遑fti朗H小上用ftrWUliHpcEi'

5、*<,金鐘坦率生事中不用的任T4I工,(2)用二進(jìn)制數(shù)碼開關(guān)輸入數(shù)據(jù)65H,觀察總線數(shù)據(jù)顯示燈與LED燈得變化。設(shè)置：錯誤!SWB=1;錯誤!從輸入開關(guān)輸入:011010101;錯誤!打開三態(tài)門SWB=0；錯誤!數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LEDB=0,發(fā)W/R脈沖。(3)觀察實驗結(jié)果。2、向DR1(或DR2)中置數(shù)，經(jīng)ALU直傳后，經(jīng)過三態(tài)245送入數(shù)據(jù)總線，在數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)碼顯示管LED上顯示。(1)重新連接電路，仔細(xì)檢查無誤之后，接通電源。(2)向DR1與DR2寄存器中置入數(shù)據(jù)65H與A7H。流程為:1）、用輸入開關(guān)向寄存器DR1置數(shù).錯誤!使SWITCHUNIT單元中得開關(guān)SW-B=1;

6、錯誤!從輸入開關(guān)輸入：（數(shù)據(jù)顯示：燈亮為0,燈不亮為1.下同）；錯誤!使開關(guān)SW-B=0;錯誤!設(shè)置LDDR1=1、LDDR2=0。錯誤!將數(shù)據(jù)打入DR1按KK2發(fā)F4脈沖，將總線上得數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LED-B=0。2）、用輸入開關(guān)向寄存器DR2置數(shù)、。錯誤!使SWITCHUNIT單元中得開關(guān)SWB=1;錯誤!從輸入開關(guān)輸入:10100111;錯誤!使開關(guān)SWB=0;錯誤!設(shè)置LDDR1=0、LDDR2=1。錯誤!將數(shù)據(jù)打入DR2按KK2發(fā)F4脈沖,將總線上得數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯?。篖EDB=0。（3）、檢驗輸入DR1與DR2寄存器中得數(shù)據(jù)就是否正確。1、關(guān)閉三態(tài)門：SWB=1,關(guān)閉暫存器得輸

7、入：LDDR1=0、LDDR2=0.2、打開ALU輸出三態(tài)門：ALU-B=0,設(shè)置運算器直傳形式S3S2S1S0M為111113、將總線上得數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LEDB=0,發(fā)W/R脈沖。4、觀察結(jié)果（即DR1中得數(shù)據(jù)）。5、再次關(guān)閉三態(tài)門：SW-B=1。打開ALU輸出三態(tài)門：ALU-B=0。6、設(shè)置運算器直傳形式S3s2S1S0M為10101。7、將總線上得數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LED-B=0,發(fā)W/R脈沖。8、觀察結(jié)果（即DR2中得數(shù)據(jù)）。3、將輸入DR1與DR2中得兩個數(shù)進(jìn)行算術(shù)邏輯運算，驗證ALU得功能，結(jié)果在數(shù)據(jù)顯示燈與數(shù)碼顯示管LED上顯示。（1）、保持中數(shù)據(jù)不變，若不知道中就是否有

8、數(shù)據(jù)，可按實驗步驟2中得（3）去檢（2）通過“SWITCHUNIT”改變開關(guān)S3,S2,S1,S0,Cn,M得值，可將兩數(shù)進(jìn)行不同得運算。例如：設(shè)置S3s2S1S0CnM=10010,運算器進(jìn)行加法運算，設(shè)置S3s2s1S0CnM=01100,運算器進(jìn)行減法運算。最后根據(jù)運算結(jié)果填寫下表：DR1DR2S3S2S1S0M=0（算術(shù)運算）M=1（邏輯運算）Cn=1無進(jìn)位Cn=0有進(jìn)位65A7000F=(65)F=F=(965A70F=(E7)(66)A)65A70001F=(7D)F=F=(100F=()(E8)8)10F=()F=F=(82)001F二(7E)F=()1()F=()F=()010

9、F=()F=()F=()0F=()F=()F0101F=()F=()二()0110F=()F=F=()011F=()()F=()1F二()FF=()1000F=()二()F=()10F=()F=()F=01F=F=()101（）()F二0F二()F=()101()F=()1F=()F=110F=()（）0F=F=()1101()111F=0()1111七、實驗結(jié)果1、在實驗步驟1第（3）步觀察到得結(jié)果就是亮、暗、暗、亮、亮、暗、亮、暗,即運算器最后存儲得數(shù)據(jù)就是01100101，即LED顯示為65;2、在實驗步驟2第（3）步觀察到得結(jié)果就是亮、暗、暗、亮、亮、暗、亮、暗即運算器最后存儲得數(shù)據(jù)就

10、是01100101，即LED顯示為65;3、在實驗步驟2第（3）步觀察到得結(jié)果就是暗、亮、暗、亮、亮、暗、暗、暗,即運算器最后存儲得數(shù)據(jù)就是10100111,即LED顯示為A7;4、步驟3中得運算結(jié)果如下：DR1DR2S3S2S1SOM=0（算術(shù)運算）M=1（邏輯運算）Cn=1Cn=0無進(jìn)位有進(jìn)位65A7000F=(65)F=(6F=65A70F二(E6)(9A)65A700017)F=(EF=00F=(7D)8)(18)10F=(FF)F=(7F=(8001F=(A5)E)2)1F=(27)F=(00)F=(00100F=(BD)F=(A6)0)01F=(3F)F=(28)F=(dA)01F=(8A)F=(BE)F=(58)0110F=(0C)F=(40)F=(C2)011F二F=(8F=(4D)1(4C)B)F=(BF)100F二(2F=(0D)F=(304)F=(AD)D)10F=(CF=(25)F=(DD)01A)F二F=(25)10F=(4(CB)F=(FF)10C)F=(4F=(71011F=(E2)D)D)11F=(64)F