實(shí)驗一8位算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗

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1、《計算機(jī)組成原理》實(shí)驗報告2010-2011學(xué)年第一學(xué)期班級____計086________學(xué)號_10083362________姓名____胡偉佳________實(shí)驗一8位算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗一、實(shí)驗?zāi)康?、掌握算術(shù)邏輯運(yùn)算器單元ALU（74LS181）的工作原理2、掌握簡單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路組成原理。2、驗證算術(shù)邏輯運(yùn)算功能發(fā)生器74LSl8l的組合功能。?4、按給定數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗指定書中的算術(shù)/邏輯運(yùn)算二、實(shí)驗內(nèi)容1、實(shí)驗原理實(shí)驗中所用的運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路如圖所示。其中運(yùn)算器由兩片74LSl81以并／串形成8位字長的ALU構(gòu)成。運(yùn)算器的輸出經(jīng)過一個三態(tài)門74LS245(U33

2、)到ALUO1插座，實(shí)驗時用8芯排線和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線BUSD0~D7插座BUSl～6中的任一個相連，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線通過LZDO～LZD7顯示燈顯示；運(yùn)算器的兩個數(shù)據(jù)輸入端分別由二個鎖存器74LS273(U29、U30)鎖存，兩個鎖存器的輸入并聯(lián)后連至插座ALUBUS，實(shí)驗時通過8芯排線連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0~D7插座EXJl～EXJ3中的任一個；參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)來自于8位數(shù)據(jù)開并KD0~KD7，并經(jīng)過一三態(tài)門74LS245(U51)直接連至外部數(shù)據(jù)總線EXD0~EXD7，通過數(shù)據(jù)開關(guān)輸入的數(shù)據(jù)由LD0~LD7顯示。圖中算術(shù)邏輯運(yùn)算功能發(fā)生器74LS18l(U3l、U32)的功能控

3、制信號S3、S2、Sl、S0、CN、M并行相連后連至SJ2插座，實(shí)驗時通過6芯排線連至6位功能開關(guān)插座UJ2，以手動方式用二進(jìn)制開關(guān)S3、S2、S1、S0、CN、M來模擬74LSl8l（U31、U32）的功能控制信號S3、S2、S1、S0、CN、M；其它電平控制信號LDDRl、LDDR2、ALUB’、SWB’、以手動方式用二進(jìn)制開關(guān)LDDRl、：LDDR2、ALUB、SWB來模擬，這幾個信號有自動和手動兩種方式產(chǎn)生，通過跳線器切換，其中ALUB’、SWB’、為低電平有效，LDDRl、LDDR2為高電平有效。另有信號T4為脈沖信號，在手動方式下進(jìn)行實(shí)驗時，只需將跳線器J23上T

4、4與手動脈沖發(fā)生開關(guān)的輸出端SD相連，按動手動脈沖開關(guān)，即可獲得實(shí)驗所需的單脈沖。2、實(shí)驗接線本實(shí)驗用到4個主要模塊：（1）低8位運(yùn)算器模塊，（2）數(shù)據(jù)輸入并顯示模塊，（3）數(shù)據(jù)總線顯示模塊，（4）功能開關(guān)模塊（借用微地址輸入模塊）。根據(jù)實(shí)驗原理詳細(xì)接線如下：（1）ALUBUS連EXJ3；（2）ALU01連BUSl；（3）SJ2連UJ2；（4）跳線器J23上T4連SD；（5）LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB四個跳線器撥在左邊(手動方式)；（6）AR跳線器撥在左邊，同時開關(guān)AR撥在“1”電平。3、實(shí)驗步驟（1）連接線路，仔細(xì)查線無誤后，接通電源。（2）用二進(jìn)制數(shù)碼開關(guān)K

5、D0～KD7向DRl和DR2寄存器置數(shù)。方法：關(guān)閉ALU4輸出三態(tài)門(ALUB’=1)，開啟輸入三態(tài)門(SWB’=0)，輸入脈沖T4按手動脈沖發(fā)生按鈕產(chǎn)生。設(shè)置數(shù)據(jù)開關(guān)具體操作步驟圖示如下：數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入寄存器DR1ALUB=1SWB=0LDDR1=1LDDR2=0T4=∏KD0～KD700110101數(shù)據(jù)開關(guān)置數(shù)開輸入三態(tài)門數(shù)據(jù)存入寄存器DR2ALUB=1SWB=0LDDR1=0LDDR2=1T4=∏KD0～KD701001000說明：LDDRl、LDDR2、ALUB’、SWB’四個信號電平由對應(yīng)的開關(guān)LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB給出，撥在上面

6、為“1”，撥在下面為“0”，電平值由對應(yīng)的顯示燈顯示，T4由手動脈沖開關(guān)給出。（3）檢驗DRl和DR2中存入的數(shù)據(jù)是否正確，利用算術(shù)邏輯運(yùn)算功能發(fā)生器74LSl8l的邏輯功能進(jìn)行驗算，請寫出驗算步驟。（提示：驗算時關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門SWB’=1，打開ALU輸出三態(tài)門ALUB’=0）（４）驗證74LSl81的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能（采用正邏輯）在給定DRl＝35、DR2=48的情況下，改變算術(shù)邏輯運(yùn)算功能發(fā)生器的功能設(shè)置，觀察運(yùn)算器的輸出，填入實(shí)驗報告表中，并和理論分析進(jìn)行比較、驗證。三、實(shí)驗電路圖四、74LS181功能表4位ALUS3S2S1S0Ｍ＝０（算數(shù)運(yùn)算）Ｍ＝１（邏輯

7、運(yùn)算）Ｃn=1無進(jìn)位Ｃn=0有進(jìn)位0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111F=AF=A+BF=A+/BF=2的補(bǔ)F=A加（A*/B）F=（A+B）加（A*/B）F=A減B減1F=（A*/B）減1F=A加A*BF=A加BF=（A+/B）加A*BF=A*B減1F=A加AF=（A+B）加AF=（A+/B）加AF=A減1F=A加1F=（A+B）加1F=（A+/B）加1F=0F=A加（A*B）加1F=(A+B)加(A*/B)加