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1、计算机组成原理课程设计实验报告学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：计二班学号：0705010225姓名：李海波评分:2009年9月15日实验一验证74LS181运算和逻辑功能1 .实验目的（1）掌握算术逻辑单元（ALU）的工作原理；（2）熟悉简单运算器的数据传送通路；（3）画出逻辑电路及布出美观整齐的接线图；（4）验证4位运算功能发生器（74LS181）组合功能。2 .实验原理ALU能进行多种算术运算和逻辑运算。4位ALU74 LS181能进行16种算术运算和逻辑运算。功能如下:方式M=1算术运算M=0算术运算S3S2S1 S0逻辑运算CN=1 （无进位）CN=0 （有进位）
2、0000F=/AF=AF=A 加 10001F/(A+B)F=A+BF=(A+B)加 10010F=(/A)BF=A+/BF=(A+/B)加 10011F=0F=负1 （补码）F=00100F=/(AB)F=A 加 A(/B)F=A 加 A/B 加 10101F=/BF=(A+B)加 A/BF=(A+B)加 A/B 加 10110F=A BF=A减B减1F=A 减 B0111F=A/BF=A(/B )减 1F=A(/B)1000F=/A+BF=A 加 ABF=A加AB加11001F=/(A B)F=A 加 BF=A加B加11010F=BF=(A+/B)加 ABF=(A+/B)加 AB 加 11
3、011F=ABF=AB 减 1F=AB1100F=1F=A 加 AF=A加A加11101F=A+/BF=(A+B)加 AF=(A+B)加 A 加 11110F=A+BF=(A+/B)加 AF=(A+/B)加 A 加 11111F=AF=A 减 1F=A表一（上表中的“/”表示求反）3 .实验内容 实验电路图如下:图一 4位ALU验证电路示意图在multisim工作连接好上图，确定无误后，测试下表的数据红色为所测数据的结果）S3 S2 S1 S0数据1数据2算术运算（M=0）逻辑运算（M=1）CN=1 （无进位）CN=0（有进位）0 0 0 0AH5HF=AHF=BHF=5H0 0 0 1AH5
4、HF=FHF=0HF=0H0 0 10AH5HF=AHF=BHF=5H0 0 11AH5HF=FHF=0HF=0H0 10 0FH1HF=DHF=EHF=EH0 10 1FH1HF=DHF=EHF=EH0 110FH1HF=DHF=EHF=EH0 111FH1HF=EHF=EHF=EH10 0 0FHFHF=EHF=FHF=FH10 0 1FHFHF=EHF=FHF=FH10 10FHFHF=EHF=FHF=FH10 11FHFHF=EHF= FHF=FH110 05H5HF=BHF=BHF=FH110 15H5HF=BHF=BHF=FH11105H5HF=4HF=5HF=5H11115H5H
5、F=4HF=5HF=5H实验二运算器（2）1. 实验目的熟练掌握算是逻辑单元（ALU ）的应用方法；进一步熟悉简单运算器的数据传送原理；画出逻辑电路图及布出美观的整齐的接线图；熟练掌握有关数字元件的功能和使用方法；熟练掌握子电路的创建及使用。2. 实验原理本实验仿真单总线的运算器，电路图如下。电路图由上中下三方 的8条线模拟8位数据总线；产生所需数据K8； 74244层次三态 门；两块74273层次块（工作寄存器DR1和DR2）；两块74374 层次块（通用寄存器GR1和GR2）图二运算器示意图实验原理图如下:图三单总线结构的运算器示意图3. 实验内容在Multisim画出电路图（见上图二）并
6、仿真，完成如下操作。（1）电路工作原理：K8产生所需数据，74244为三态门电路， 对高电平高阻，低电平导通，将部件与总线连接和断开。 两个74273层次块作为工作寄存器，两个74374层次块作 为通用寄存器。打开K8旁边的三态门（X2），给寄存器一 个脉冲，是K8输出的信号存入通用寄存器和工作寄存器。 然后关掉K8旁边的三态门（X2），打开运算器的三态门（X7），调节S3S0和M、Cin开始运算，使运算器的工 作结果输出显示。（2）74244的在电路中的作用是将部件与总线连接和断开，输 入信号G为运算器提供运算数据。74LS273N提供脉冲， 上跳沿有效，将数据运输到运算器上，CLK是脉冲信
7、号。 74LS374N提供脉冲和寄存器置零，CLK是脉冲信号，上 跳沿有效，OC是置零端。（3）打开X2，关闭X6,输入一个信号，给G通用寄存器一个 脉冲，将数据存入通用寄存器GR1里面，打开GR1的三态 门，将数据存入工作寄存器。同理，在输入一个数据到通 用寄存器GR2和工作寄存器中。（4）在本次试验中，我测试的是信号8和信号3的运算：a, 加法，将 S3S2SiSo=1001,M=0,CN=1，会输出 B；b, 减法，将S3S2S1So=0110,M=0,CN=O 会输出 5；c, 与运算，将S3S2S1So=1011,M=1，会输出 0；d, 或运算，将S3S2SSo=1110,M=1,
8、会输出 B；e, 异或，将 S3S2S1So=0110,M=1，会输出 B；f, 非 A，将 S3S2S1So=0000,M=1，会输出 7；g, 非 B，将 S3S2S1So=,0101,M=1，会输出 C。总结及心得体会课程设计中使用的软件Multisim是一个完整的设计工具系统， 提供了一个非常大的元件数据库，并提供了原理图输入接口、全部的 数据spice仿真功能。最强大的是他功能强大，才操作却很简单，容 易上手。我只是在课前看了下我们课程设计指导书中对软件操作的基 本操作的介绍，上机实际操作的时候就基本上可以应对自如了。实验一简单容易，容易完成也容易操作。它可以看做是实验二的 基础和课
9、程设计刚刚开始的练习试验。只需要把软件数据库中已经做 好的，只需要把所有的元件拖出来连号线就好了。试验也只是用开关 简单的输入数据，以及进位与逻辑运算的切换。试验简单容易完成。实验二涉及到了芯片的制作。首先我做好了各个芯片，这样剩下 的只是连线了，问题就变得简单了很多。练好线了之后却发现不能正 常的运行。我详细的检查了所有的连线，发现没有问题所以我意识 到是是事先做好的芯片的问题。这样我慢慢检查了每个芯片的连线， 终于找到了问题。浪费了不少时间才完成了第二个试验。计算机组成原理是非常重要的一门专业基础课，同时也是一 门实践性很强的课程，计算机组成和运行机制方面的许多基本概念、 基本原理、基本设计和分析方法等在这次实践中进一步加深了理解， 在实践中提高了我的实践应用能力。通过课程设计初步建立了较完整 的计算机整机系统的概念，这次课程设计实现了理论与实践的结合。07级计算机科学与技术二班：李海波2009年9月15日
