計算機組成原理實驗一實驗報告.

實驗一 運算器實驗

算術邏輯運算器

實驗目的：

掌握算術邏輯運算器單元ALU(74LS181)的工作原理

掌握簡單運算器的數據傳送通道

驗算由74LS181等組合邏輯電路組成的運算功能發生器運算功能

按給定數據，完成實驗指定的算術/邏輯運算

實驗設備

計算機組成原理實驗儀一臺，排線若干條。

實驗原理

實驗中所用的運算器數據通道電路如圖1-1所示。

CN

ALU_B

…… ……

……

……

運算器實驗電路說明:

兩片74LS181(每片4位)以并/串聯形式構成字長為8位的運算器。

8位運算器的輸出經過一個輸入雙向三態門(74LS245)與數據總線相連,運算器的兩個數據輸入端分別與兩個8位寄存器(74LS273)DR1和DR2的輸出端相連,DR1和DR2寄存器是用于保存參加運算的數據和運算的結果.寄存器的輸入端與數據總線相連。

8位數據開關D7~D0(在“INPUT DEVICE”中)用來產生參與運算的數據，經過一個輸出三態門(74LS245)與數據總線相連，數據顯示燈(BUS UNIT)已與數據總線相連，用來顯示數據總線上的內容。

S3、S2、S1、S0是運算選擇控制端，有它們決定運算器執行哪一種運算(16種算術運算或16種邏輯運算)。

M是算術/邏輯運算選擇，M=0時，執行算術運算，M=1時，執行邏輯運算。

Cn是算術運算的進位控制端，Cn=0(低電平)，表示有進位，運算時相當于在最低位上加進位1，Cn=1(高電平)，表示無進位。邏輯運算與進位無關。

ALU-B是輸出三態門的控制端，控制運算器的運算結果是否送到數據總線BUS上。低電平有效。

SW-B是輸入三態門的控制端，控制“INPUT DEVICE”中的8位數據開關D7~D0的數據是否送到數據總線BUS上。低電平有效。

LDDR1是寄存器DR1存數控制信號，LDDR2是寄存器DR2存數控制信號。它們都是高電平有效。

A0~A3是4位數據輸入通道A，B0~B3是4位數據輸入通道B。

F0-F3是運算結果輸出端。

74LS181ALU算術/邏輯運算功能表如表1.1.1所示：

表1.1.1

工作方式選擇輸入

S3 S2 S1 S0 正邏輯輸入與輸出M=H

邏輯運算M=L 算術運算Cn=H 無進位Cn=L 有進位L L L L﹁A A A加1L L L H﹁(A+B) A+B(A+B)加1L L H L ﹁ABA+﹁B (A+﹁B)加1L L H H邏輯0減1 0L H L L﹁(AB) A加A(﹁B)A加A(﹁B)加1L H L H﹁B(A+B)加A(﹁B)(A+B)加A﹁B加1L H H LA⊕BA減B減1A減BL H H H A(﹁B)A(﹁B)減1A(﹁B)H L L L ﹁A+BA加ABA加AB加1H L L H ﹁(A⊕B)A加BA加B加1H L H L B A+﹁B加ABA+﹁B加AB加1H L H H AB AB減1 ABH H L L 邏輯1A加AA加A加1H H L H A+﹁B(A+B)加A(A+B)加A加1H H H L A+B(A+﹁B)加A(A+﹁B)加A加1H H H H A A減1 A

四．實驗注意事項

(1)需要連接的控制信號在原理圖中用圓圈標明.

(2)本實驗使用T4單步脈沖信號，實驗時將“W/R UNIT”的T4插頭接至“STATE UNIT”中的kk2正脈沖插頭，按下微動開關KK2，即可獲得實驗所的單脈沖信號。

(3)S3，S2,S1,S0,Cn,M,LDDR1,LDDR2,ALU-B,,SW-B均為電平信號，與“SWITH UNIT”中的二

總結

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