基本运算器实验

计算机科学与技术系实验报告专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成原理项目名称基本运算器实验班级学号姓名同组人员实验日期一、实验目的与要求实验目的（1）了解运算器的组成结构（2）掌握运算器的工作原理实验要求（1）实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容，否则实验效率会很低，一次实验时间根本无法完成实验任务；（2）应在实验前掌握所以控制信号的作用，写出实验预习报告并带入实验室；（3）实验过程中，应认真进行实验操作，既不要因为粗心造成短路等事故而损坏设备，又要自习思考实验有关内容；（4）实验之后，应认真思考总结，写出实验报告，包括实验步骤和具体实验结果，遇到的问题和分析与解决思路。还应写出自己的心得体会，也可以对教学实验提出新的建议等。实验报告要上交老师。二、实验逻辑原理图与分析画实验逻辑原理图置S3、S2、S1、S0为0001，运算器做逻辑运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0010，运算器做逻辑运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0011，运算器做逻辑运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0100，运算器做逻辑运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0101，运算器做移位运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0110，CN=0运算器做移位运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0110，CN=1运算器做移位运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0111，CN=0运算器做移位运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为0111，CN=1运算器做移位运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为1000，运算器做算术运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为1001，运算器做算术运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为1010（FC=1），运算器做算术运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为1011，运算器做算术运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为1100，运算器做算术运算，图像如下所示：置S3、S2、S1、S0为1101，运算器做算术运算，图像如下所示：四、实验数据和结果分析实验结果数据运算类型ABS3S2S1S0CN结果逻辑运算65A70000XF=（65）FC=（0）FZ=（0）65A70001XF=（A7）FC=（0）FZ=（0）65A70010XF=（25）FC=（0）FZ=（0）65A70011XF=（E7）FC=（0）FZ=（0）65A70100XF=（9A）FC=（0）FZ=（0）移位运算65A70101XF=（CA）FC=（0）FZ=（0）65A701100F=（32）FC=（0）FZ=（0）65A71F=（B2）FC=（1）FZ=（0）65A701110F=（CA）FC=（1）FZ=（0）65A71F=（CA）FC=（0）FZ=（0）算术运算65A71000XF=（65）FC=（1）FZ=（0）65A71001XF=（0C）FC=（1）FZ=（0）121010（FC=0）XF=（03）FC=（0）FZ=（0）65A71010（FC=1）XF=（0D）FC=（1）FZ=（0）65A71011XF=（BE）FC=（1）FZ=（0）65A71100XF=（64）FC=（0）FZ=（0）65A71101XF=（66）FC=（0）FZ=（0）结果数据分析（1）运算器能实现二进制算术、逻辑和移位运算；（2）设置运算器的S3,S2,S1,S0,Cn，可选择运算器的不同功能；（3）数据的输入、输出以及FC、FZ标志状态要通过LED显示灯观察时都需要按下脉冲单元的ST按钮；（4）计算前暂存器A、暂存器B或FC、FZ不清零，则会影响运算结果；（5）实验时当FC=1，清零后重新打入数据时要注意按动ST直到数据改变，（根据LED显示灯的亮灭）否者可能会导致数据没有传入；（6）根据LED显示灯读数据时或输入数据时，注意方向，A(D)0-A(D)7还是A(D)7-A(D)0；（7）数据进入哪一个寄存器就必须开启哪一个寄存器。譬如：要使数据只进入暂存器A则必须置LDA=1，LDB=0，且获得T4脉冲信号。五、实验问题分析、思考题与小结思考题CON单元的SD27——SD20数据开关置一个二进制数（任意）、置LDA=1、LDB=0，连续按动时序单元的ST按钮，实现了什么数据通路？答：数据开关LDACON单元的SD27——SD20数据开关置一个二进制数（任意）、置LDA=0、LDB=1，连续按动时序单元的ST按钮，实现了什么数据通路？答：数据开关LDB置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置（S3、S2、S1、S0、M）=11111，实现了什么数据通路，进行了什么运算？答：LDA，LDBART多路开关BUS，进行的是算数运算，保留。置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置（S3、S2、S1、S0、M）=10101，实现了什么数据通路，进行了什么运算？答：LDA，LDBART多路开关BUS，进行的是算数运算，F=A+B+FC。5、置ALU_B=0、LDA=0、LDB=0、置（S3、S2、S1、S0、M）=10101，运算结果是多少？答：F=A+B+FC，FC=0时F=0D，FC=1时，F=0E。你对74181的功能有哪些认识？答：74181是4位的算逻单元，其中红色的标示为输入信号，绿色的标示为输出信号。其中A/B为两个输入的操作数据，F为输出的结果，S为ALU功能选择线，包括各种算数运算和逻辑运算等。Cn为低位向它的进位，Cn+4为它向高位的进位，G为进位产生的函数，P为进位传递函数，A=B指示A与B相等的输出信号。通