计算机组成原理运算器实验—算术逻辑运算实验

1、实验报告一、实验名称运算器实验算术逻辑运算实验二、实验目得1、了解运算器得组成原理。2、掌握运算器得工作原理.3、掌握简单运算器得数据传送通路。4、验证运算功能发生器（74LS181）得组合功能.三、实验设备TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一套，导线若干。四、实验原理实验中所用得运算器数据通路如图1-1所示。其中两片74LSl81以用行方式构成8位字长得ALU,ALU得输出经过一个三态门（74LS245）与数据总线相连.三态门由ALUR控制，控制运算器运算得结果能否送往总线，低电平有效。为实现双操作数得运算，ALU得两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2（由74LS273实现）锁

2、存数据。要将数据总线上得数据锁存到DRl、DR2中，锁存器得控制端LDDR1与DDR2必须为高电平，同时由T4脉冲到来。数据开关（“INPUTDEVICE”）用来给出参与运算得数据，经过三态（74LS245）后送入数据总线，三态门由SW-B控制,低电平有效。数据显示灯（“BUSUNIT"）已与数据总线相连，用来显示数据总线上得内容.图中已将用户需要连接得控制信号用圆圈标明（其她实验相同,不再说明）,其中除T4为脉冲信号外，其它均为电平信号。由于实验电路中得时序信号均已连至“W/RUNIT'得相应时序信号引出端，因止匕，在进行实验时，只需将“W/RUNIT"得T4接至

3、“STATEUNIT”得微动开关KK2得输入端，按动微动开关，即可获得实验所需得单脉冲.ALU运算所需得电平控制信号S3、S2、SI、S0、Cn、M、LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB均由“SWITCHUNIT”中得二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALUB、SWB为低电平有效LDDR1、LDDR2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据送往总线。a 一rM 二g4 JI和AWiisakQ7 -1M QJ-QU DRtGtJi j p? i _ B . .个工LDWL：; F3- -FO CMTrjCN4 ALV.iai 1 LJmAj -AOB13-ffi

4、L-1运算器数据逋路五、实验内容1.输入数据通过三态门74LS245后送往数据总线，在数据显示灯与数码显示管LED上显示。2.向DR1(或DR2)中置数，经ALU直传后，经过三态245送入数据总线,在数据显示灯与数码显示管LED上显示3。将输入DRl与DR2中得两个数进行算术逻辑运算，验证AlU得功能，结果在数据显示灯与数码显示管LED上显示.六、实验步骤1、输入数据通过三态门74LS245后经过数据总线在数据显示灯与数码显示管LED上直接显示(1)按下图连接实验线路，仔细查线无误后，接通电源。“utMdeviciD7DDOrOCHiMI嘲总遑fti朗H小上用ftrWUliHpcEi'

5、*<,金钟坦率生事中不用的任T4I工,(2)用二进制数码开关输入数据65H,观察总线数据显示灯与LED灯得变化。设置：错误!SWB=1;错误!从输入开关输入:011010101;错误!打开三态门SWB=0；错误!数据在数码管上显示：LEDB=0,发W/R脉冲。(3)观察实验结果。2、向DR1(或DR2)中置数，经ALU直传后，经过三态245送入数据总线，在数据显示灯与数码显示管LED上显示。(1)重新连接电路，仔细检查无误之后，接通电源。(2)向DR1与DR2寄存器中置入数据65H与A7H。流程为:1）、用输入开关向寄存器DR1置数.错误!使SWITCHUNIT单元中得开关SW-B=1;

6、错误!从输入开关输入：（数据显示：灯亮为0,灯不亮为1.下同）；错误!使开关SW-B=0;错误!设置LDDR1=1、LDDR2=0。错误!将数据打入DR1按KK2发F4脉冲，将总线上得数据在数码管上显示：LED-B=0。2）、用输入开关向寄存器DR2置数、。错误!使SWITCHUNIT单元中得开关SWB=1;错误!从输入开关输入:10100111;错误!使开关SWB=0;错误!设置LDDR1=0、LDDR2=1。错误!将数据打入DR2按KK2发F4脉冲,将总线上得数据在数码管上显小：LEDB=0。（3）、检验输入DR1与DR2寄存器中得数据就是否正确。1、关闭三态门：SWB=1,关闭暂存器得输

7、入：LDDR1=0、LDDR2=0.2、打开ALU输出三态门：ALU-B=0,设置运算器直传形式S3S2S1S0M为111113、将总线上得数据在数码管上显示：LEDB=0,发W/R脉冲。4、观察结果（即DR1中得数据）。5、再次关闭三态门：SW-B=1。打开ALU输出三态门：ALU-B=0。6、设置运算器直传形式S3s2S1S0M为10101。7、将总线上得数据在数码管上显示：LED-B=0,发W/R脉冲。8、观察结果（即DR2中得数据）。3、将输入DR1与DR2中得两个数进行算术逻辑运算，验证ALU得功能，结果在数据显示灯与数码显示管LED上显示。（1）、保持中数据不变，若不知道中就是否有

8、数据，可按实验步骤2中得（3）去检（2）通过“SWITCHUNIT”改变开关S3,S2,S1,S0,Cn,M得值，可将两数进行不同得运算。例如：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：DR1DR2S3S2S1S0M=0（算术运算）M=1（逻辑运算）Cn=1无进位Cn=0有进位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、实验结果1、在实验步骤1第（3）步观察到得结果就是亮、暗、暗、亮、亮、暗、亮、暗,即运算器最后存储得数据就是01100101，即LED显示为65;2、在实验步骤2第（3）步观察到得结果就是亮、暗、暗、亮、亮、暗、亮、暗即运算器最后存储得数据就

10、是01100101，即LED显示为65;3、在实验步骤2第（3）步观察到得结果就是暗、亮、暗、亮、亮、暗、暗、暗,即运算器最后存储得数据就是10100111,即LED显示为A7;4、步骤3中得运算结果如下：DR1DR2S3S2S1SOM=0（算术运算）M=1（逻辑运算）Cn=1Cn=0无进位有进位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