中南大学信息科学与工程学院计算机组成原理虚拟实验指导书

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1、计算机组成原理实验指导书(虚拟实验系统)中南大学计算机软件系虚拟实验室2013年12月1实验11位全加器Ø实验目的n掌握全加器的原理及其设计方法。n熟悉组成原理虚拟教学平台的使用。Ø实验设备与非门（3片）、异或门（2片）、开关若干、指示灯若干Ø实验原理1位二进制加法器单元有三个输入量：两个二进制数Ai，Bi和低位传来的进位信号Ci，两个输出量：本位和输出Si以及向高位的进位输出C(i+1)，这种考虑了全部三个输入量的加法单元称为全加器。来实验要求利用基本门搭建一个全加器，并完成全加器真值表。Ø实验步骤各门电路芯

2、片引脚显示于组件信息栏。1.测从组件信息栏中添加所需组件到实验流程面板中，按照图1.1所示搭建实验。图1.1组合逻辑电路实验流程图2.打开电源开关，按表1设置开关的值，完成表1-1。21表1-1输入输出AiBiCiSiC(i+1)000001010011100101110111实验2算术逻辑运算实验Ø实验目的n了解运算器的组成结构n掌握运算器的工作原理n掌握简单运算器的组成以及数据传送通路n验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能Ø实验设备74LS181（2片）,74LS273(2片),74LS245(2

3、片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片Ø实验原理实验中所用的运算器数据通路图如图2.1所示，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。n74LS181：完成加法运算n74LS273：输入端接数据开关，输出端181。在收到上升沿的时钟信号前1

4、81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n74LS245：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21图2.1运算器通路图Ø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。搭建实验流程：将已选择的

5、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2.2所示。21图2.2运算器实验流程图2.初始化各芯片的控制信号，仔细检查无误后点击【电源开/关】按钮接通电源，用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数。具体操作步骤图示如下：其中T4的脉冲信号通过鼠标双击单脉冲产生。3.检验DR1和DR2中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门（SW-B=1），打开ALU输出三态门（ALU-B=0），当置S3、S2、S1、S0、M为１１１１１时，总线指示灯显示DR1中的数

6、，而置成１０１０１时总线指示灯显示DR2中的数。4.验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）21在给定DR1=65、DR2=A7的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入下表2-2中，并和理论分析进行比较、验证。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。表2-1S3S2S1S0M=0（算术运算）M=1（逻辑运算）CN=1(无进位)CN=0(有进位)0000F=AF=A加1F=0001F=A+BF=(A+B)加1F=0010F

7、=A+F=(A+)加1F=B0011F=0减1F=0F=00100F=A+AF=A加A加1F=0101F=（A+B）加AF=(A+B)加A加1F=0110F=A减B减1F=A减BF=0111F=A减1F=AF=A1000F=A加ABF=A加AB加1F=+B1001F=A加BF=A加B加1F=1010F=（A+）加ABF=(A+)加AB加1F=B1011F=AB减1F=ABF=AB1100F=A加AF=A加A加1F=11101F=(A+B)加AF=(A+B)加A加1F=A+1110F=(A+)加AF=(A+)加A

8、加1F=A+B1111F=A减1F=AF=A表2-2DR1DR2S3S2S1S0M=0（算术运算）M=1（逻辑运算）CN=1(无进位)CN=0(有进位)65A70000F=()F=()F=()65A70001F=()F=()F=()65A70010F=()F=()F=()65A70011F=()F=()F=()65A70100F=()F=()F=()65A70101F=()F=()F=