实验2 算术逻辑运算实验

实验2算术逻辑运算实验一、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、实验设备74LS181（两片）,74LS273(两片),74LS245(一片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片三、实验原理1.实验中的运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据(A和B)，并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。

2.74LS181：完成加法运算

3.74LS273：输入端接数据开关，输出端181。在收到上升沿的时钟信号前181和其输出数据线之间是隔断的。在收到上升沿信号后，其将输出端的数据将传到181，同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。因此，通过增加该芯片，可以通过顺序输入时钟信号，将不同寄存器中的数据通过同一组输出数据线传输到181芯片的不同引脚之中

4.74LS245：相当于181的输出和数据显示灯泡组件之间的一个开关，在开始实验后将其打开，可以使181的运算结果输出并显示到灯泡上四、实验步骤1.选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

2.搭建实验流程：将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。搭建好的实验流程图如图2所示。具体操作如下:

①将74LS273芯片的0-7号引脚（数据端从低到高）及9号引脚（复位端）接到开关上，8号引脚接至单脉冲组件，左右两个74LS273芯片分别保存参与运算的数据A和B。接着把两个74LS273组件的11-14号引脚（数据的低四位）分别接到74LS181组件（左）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A的低四位，4－7号引脚为B的低四位。同样的，把两个74LS273组件的15－18号引脚（数据的高四位）分别接到74LS181组件（右）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A的高四位，4－7号引脚为B的高四位。

②74LS181的8-12号引脚（S0-S3、M）接到开关上控制逻辑/算术运算。把低位的74LS181芯片（左）的13号引脚（CN端）由开关控制，高位的74LS181芯片（右）的13号引脚CN与低位的74LS181的15号进位输出相连。

③最后，把两个74LS181芯片的16-19号引脚顺序接到74LS245的0-7接口上。74LS245芯片的8、9号引脚接开关，11―18号输出引脚（低位到高位）接灯泡，作为运算器结果的显示。

初始化各芯片的控制信号,数据开关置上相应的数据

3.初始化各芯片的控制信号，数据开关置上相应的数据(A置为65H，B置为A7H)4.点击“运行”按钮，分别点击左右两个单脉冲组件，把参与运算的数据B和A置入两个锁存器中。通过改变S3，S2，S1，S0，M，CN的组合来实现不同的功能，根据连接到245的灯泡显示情况，可以对输入数据和输出结果进行检验（因为当ALU的控制信号位1111时其将直接输出A，为1010时直接输出B）,74LS181的功能见表2-1，A和B分别表示参与运算的两个数，“+”表示逻辑或，“加”表示算术求和。5.通过前面的操作，我们将A置为65H，B置为A7H。然后改变运算器的控制电平S3，S2，S1，S0，M，CN的组合，观察运算器的输出，填入表2-2中，并和理论值进行比较，验证74LS181的功能。DR1DR2S3S2S1S0M=0(算术运算)M=1（逻辑运算）CN=1（无进位）CN=0（有进位）65A70000F=65HF=66HF=9A65A70001F=E7HF=E8HF=18H65A70010F=7DHF=7EHF=82H65A70011F=FFHF=00HF=00H65A70100F=A5HF=A6HF=DAH65A70101F=47HF=48HF=58H65A70110F=BDHF=BEHF=C2H65A70111F=3FHF=40HF=40H65A71000F=8AHF=8BHF=CFH65A71001F=0CHF=0DHF=3DH65A71010F=A2HF=A3HF=A7H65A71011F=24HF=25HF=25H65A71