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。
M17飙醉星曲建蛭flfl
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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- 计算机 组成 原理 运算器 实验 算术 逻辑运算