实验一 8位算术逻辑运算实验.docx

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实验一8位算术逻辑运算实验

《计算机组成原理》

实验报告

2010-2011学年第一学期

班级____计086________

学号_********________

姓名____胡伟佳________

实验一8位算术逻辑运算实验

一、实验目的

1、掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理

2、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。

2、验证算术逻辑运算功能发生器74LSl8l的组合功能。

 4、按给定数据，完成实验指定书中的算术/逻辑运算

二、实验内容

1、实验原理

实验中所用的运算器数据通路如图所示。

其中运算器由两片74LSl81以并／串形成8位字长的ALU构成。

运算器的输出经过一个三态门74LS245（U33）到ALUO1插座，实验时用8芯排线和内部数据总线BUSD0~D7插座BUSl～6中的任一个相连，内部数据总线通过LZDO～LZD7显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273（U29、U30）锁存，两个锁存器的输入并联后连至插座ALUBUS，实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0~D7插座EXJl～EXJ3中的任一个；参与运算的数据来自于8位数据开并KD0~KD7，并经过一三态门74LS245（U51）直接连至外部数据总线EXD0~EXD7，通过数据开关输入的数据由LD0~LD7显示。

图中算术逻辑运算功能发生器74LS18l（U3l、U32）的功能控制信号S3、S2、

Sl、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座，实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2，以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LSl8l（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号LDDRl、LDDR2、ALUB’、SWB’、以手动方式用二进制开关LDDRl、：

LDDR2、ALUB、SWB来模拟，这几个信号有自动和手动两种方式产生，通过跳线器切换，其中ALUB’、SWB’、为低电平有效，LDDRl、LDDR2为高电平有效。

另有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。

2、实验接线

本实验用到4个主要模块：

（1）低8位运算器模块，

（2）数据输入并显示模块，（3）数据总线显示模块，（4）功能开关模块（借用微地址输入模块）。

根据实验原理详细接线如下：

（1）ALUBUS连EXJ3；

（2）ALU01连BUSl；

（3）SJ2连UJ2；

（4）跳线器J23上T4连SD；

（5）LDDRl、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨在左边（手动方式）；

（6）AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“1”电平。

3、实验步骤

（1）连接线路，仔细查线无误后，接通电源。

（2）用二进制数码开关KD0～KD7向DRl和DR2寄存器置数。

方法：

关闭ALU4输出三态门（ALUB’=1），开启输入三态门（SWB’=0），输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。

设置数据开关具体操作步骤图示如下：

说明：

LDDRl、LDDR2、ALUB’、SWB’四个信号电平由对应的开关LDDRl、

LDDR2、ALUB、SWB给出，拨在上面为“1”，拨在下面为“0”，电平值由对应的显示灯显示，T4由手动脉冲开关给出。

（3）检验DRl和DR2中存入的数据是否正确，利用算术逻辑运算功能发生器74LSl8l的逻辑功能进行验算，请写出验算步骤。

（提示：

验算时关闭数据输入三态门SWB’=1，打开ALU输出三态门ALUB’=0）

（４）验证74LSl81的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）

在给定DRl＝35、DR2=48的情况下，改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置，观察运算器的输出，填入实验报告表中，并和理论分析进行比较、验证。

三、实验电路图

四、74LS181功能表

4位ALU

S3S2S1S0

Ｍ＝０（算数运算）

Ｍ＝１

（逻辑运算）

Ｃn=1

无进位

Ｃn=0

有进位

1000

0001

0010

0011

0100

0101

0110

0111

1000

1001

1010

1011

1100

1101

1110

1111

F=A

F=A+B

F=A+/B

F=2的补

F=A加（A*/B）

F=（A+B）加（A*/B）

F=A减B减1

F=（A*/B）减1

F=A加A*B

F=A加B

F=（A+/B）加A*B

F=A*B减1

F=A加A

F=（A+B）加A

F=（A+/B）加A

F=A减1

F=A加1

F=（A+B）加1

F=（A+/B）加1

F=0

F=A加（A*B）加1

F=（A+B）加（A*/B）加1

F=A减B

F=（A*/B）

F=A加AB加1

F=A加B加1

F=（A+/B）加A*B加1

F=AB

F=A加A加1

F=（A+B）加A加1

F=（A+/B）加A加1

F=A

F=/A

F=/（A+B）

F=/A*B

F=0

F=/（A*B）

F=/B

F=（AB）

F=（A*/B）

F=/A+B

F=/（AB

F=B

F=AB

F=1

F=A+/B

F=A+B

F=A

五、实验心得体会

在连线时ALU01和BUSI相连时有6个接口，连接时注意对齐

写入数据时注意调至写入开关

通过这次实验，对算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理有了一定的认识，对接下来的学习和实验起到了很好的引导作用

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