计算机组成实验-实验一

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1、淮海工学院计算机科学系实验报告书课 程 名：计算机组成与系统结构 题 目： 算数逻辑运算实验 班 级： 学 号： 姓 名： 评语：成绩： 指导教师： 批阅时间： 年 月 日 计算机组成原理 实验报告 - 1 -一一.实验目的实验目的1. 掌握简单运算器的组成以及数据传送通路。 2. 验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。二二.实验设备实验设备ZYE1601B 计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。三三.实验原理实验原理图图 1-l 运算器数据通路运算器数据通路实验中所用的运算器数据通路如图 1-1 所示。其中运算器由两片 74LS181 以并 /串形式构成 8 位字长的 ALU。运

2、算器的两个数据输入端分别由两个锁存器 （74LS273）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据输入开关（INPUT）用来给出 参与运算的数据，并经过一三态门（74LS245）和数据总线相连。运算器的输出经 过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。数据显示灯已和数据总线（“DATA BUS” ）相连，用来显示数据总线内容。 图 1-2 中已将实验需要连接的控制信号用箭头标明（其他实验相同，不再说明） 。其中除 T4 为脉冲信号，其它均为电平控制信号。实验电路中的控制时序信号均 已内部连至相应时序信号引出端，进行实验时，还需将 S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU_

3、G、SW_G 各电平控制信号与 “SWITCH”单元中的二进制数据开关进行跳线连接。其中 ALU_G、SW_G 为低电平有 效，LDDR1、LDDR2 为高电平有效。按动微动开关 PULSE，即可获得实验所需的单脉 冲。 计算机组成原理 实验报告 - 2 -四四.实验步骤实验步骤l. 按图 1-2 连接实验线路，仔细检查无误后，接通电源。(图中 DB 表示数据 总线，接线时应注意高低位一一对应)图 1-2 算术逻辑运算实验接线图算术逻辑运算实验接线图2. 用二进制数码开关向 DR1 和 DR2 寄存器置数。具体操作步骤图示如下：检验 DR1 和 DR2 中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输

4、入三态门 （SW_G=1） ，打开 ALU 输出三态门（ALU_G=0） 。当设置 S3、S2、S1、S0、M 的状态 为 11111 时，总线指示灯显示 DR1 中的数，而设置成 10101 时总线指示灯显示 DR2 中的数。 3. 验证 74LS181 的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑） 在给定 DR1=C1、DR2=43 的情况下，改变运算器的控制电平组合，观察运算器 的输出，填入下表 1-1 中，并和理论值进行比较、验证 74LS181 的功能（74LS181 的功能见附录 1） 。L LD DD DR R1 1= =0 0 L LD DD DR R2 2= =1 1 T T4 4

5、= =数数据据开开关关 （1 11 10 00 00 00 00 01 1）寄寄存存器器D DR R1 1 （1 11 10 00 00 00 00 01 1）数数据据开开关关 （0 01 10 00 00 00 01 11 1）三三态态门门寄寄存存器器D DR R2 2 （0 01 10 00 00 00 01 11 1）A AL LU U_ _G G= =1 1 S SW W_ _G G= =0 0L LD DD DR R1 1= =1 1 L LD DD DR R2 2= =0 0 T T4 4= =ALU_G S3 CN LDDR1 LDDR2 JD1D0D7ALUSW_G INPUT

6、 ALU_G S3 CN LDDR1 LDDR2 SW_GSWITCHT4 +PSSIGNALDBSWITCH 计算机组成原理 实验报告 - 3 -五五.测试数据与实验结果测试数据与实验结果表表 l-1 运算器功能实验表运算器功能实验表M=0（算术运算）DR1DR2S3S2S1S0CN=1 无进位CN=0 有进位M=1 （逻辑运算）C1430000F=11000001F=11000010F=00111110C1430001F=11000011F=11000100F=00111100C1430010F=11111101F=11111110F=00000010C1430011F=11111111F

7、=00000000F=00000000C1430100F=01000001F=01000010F=10111110C1430101F=01000011F=01000100F=10111100C1430110F=01111101F=01111110F=10000010C1430111F=01111111F=10000000F=10000000C1431000F=00000010F=00000011F=01111111C1431001F=00000100F=00000101F=01111101C1431010F=00111110F=00111111F=01000011C1431011F=01000

8、000F=01000001F=01000001C1431100F=01000000F=01000001F=01000001C1431101F=10000100F=10000100F=11111101C1431110F=10111110F=10111111F=11000011C1431111F=11000000F=11000001F=11000001六六.结果分析与实验体会结果分析与实验体会对于验证型实验，我们最主要的是要理解并掌握实验的基本原理。通过这次实验，我掌握了算术逻辑运算单元 ALU（74LS181）的工作原理，掌握了简单运算器的组成以及数据传送通路，了解了由 74LS181 等组合逻辑电路的运算功能发生器运算功能，能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。了解了算术逻辑运算器的功能，也弄明白了逻辑加和算术加的区别，通过实验锻炼了动手能力。