实验二 算术逻辑运算实验报告

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1、算术逻辑运算实验报告计算机组成原理实验报告专业：计算机+自动化姓名：桑超强（201126100416）陆黎明（201126100412）第24页共24页算术逻辑运算实验报告实验二算术逻辑运算实验一、实验目的：·了解运算器的组成结构·掌握运算器的工作原理·掌握简单运算器的数据传输通路·验证运算功能发生器74LS181的组合功能二、实验设备•TDN－CM++教学实验系统一套三、实验原理1、运算器芯片（74LS181）的逻辑功能74LS181是一种数据宽度为4个二进制的多功能运算器芯片，封装在24引脚的封装壳中，封装型式如图2.1所示。图2.

2、174LS181封装图主要引脚有：（1）A0-A3：第一组操作数据输入端。（2）B0-B3：第二组操作数据输入端。第24页共24页算术逻辑运算实验报告（1）F0-F3：操作结果数据输出端。（2）S0-S3：操作功能控制端。（3）：低端进位接收端。（4）：高端进位输出端。（5）M：算术/逻辑功能控制端。芯片的逻辑功能见表2.1。从表中可看到当控制端S0-S3为1001、M为0、为1时，操作结果数据输出端F0-F3上的数据等于第一组操作数据输入端A0-A3上的数据加第二组操作数据输入端B0-B3上的数据。当S0-S3、M、上的控制信号电平不

3、同时，74LS181芯片完成不同功能的逻辑运算操作或算术逻辑运算。在加法运算操作时，、进位信号低电平有效；减法运算操作时，、借位信号高电平有效；而逻辑运算操作时，、进位信号无意义。表2.1功能选择输入、输出关系S3S2S1S0M=H逻辑运算M=L算术运算=H=L0000F=F=AF=A加10001F=F=A+BF=Ａ＋Ｂ加１0010F=*BF=A+F=A+加10011F=0F=0-1F=00100F=F=A加A*F=A加A*加10101F=F=Ａ＋Ｂ加Ａ*ＢF=Ａ＋Ｂ加Ａ*Ｂ加10110F=ABF=A减B减1F=A减B0111F=A*F

4、=（A*）减1F=A*1000F=+BF=A+（A*B）F=A加（A*B）加11001F=F=A加BF=A加B加11010F=BF=（A+）加（A*B）F=（A+）加（A*B）加11011F＝Ａ*BF=A*B加1F=A*B1100F=1F=A加AF=A加A加11101F=A+F=（A+B）加AF=（A+B）加A加11110F=A+BF=（A+）加AF=（A+）加A加11111F=AF=Ａ减１F=A图2.1数据逻辑运算部件原理图2、运算器实验逻辑电路第24页共24页算术逻辑运算实验报告试验台运算器实验逻辑电路中，两片74LS181芯片构成

5、一个长度为8位的运算器，两片74LS373分别作为第一操作数据寄存器和第二操作数据寄存器，一片74LS245作为操作结果数据输出缓冲器，逻辑结构如图2.2所示。图中算术逻辑操作时仅为Cy判别进位只是电路；判零Zi和零标志电路指示电路。第一操作数据由B-DA1（BUSTODATA1）负脉冲控制信号送入名DA1的第一操作数据寄存器，第二操作数据由B-DA2（BUSTODATA2）负脉冲控制信号送入名为DA2的第二操作数据寄存器。74LS181的运算结果数据由（ALUTOBUS）低电平控制信号送总线。S0-S3、M芯片模式控制信号同时与两片7

6、4LS181的S0-S3、M端相连，保证二者以同一工作模式工作。实验电路的地端进位接收Ci与低4位的74LS181的相连，用于接收外部进位信号。低4位74LS181的与高4位74LS181的上相连，实现高、低4位之间进位信号的传递。高4位74LS181的送进位Cy判别和进位指示电路。四、实验内容1、连线图2.2实验连线图·按照上图进行实验连线；2、数据送入过程（1）把开关、、B-DA1、B-DA2、拨上，确保为高电平，使这些信号出于无效状态。第24页共24页算术逻辑运算实验报告（1）在输入数据的开关上拨号输入数据代码，如“0001000

7、1”，即16进制数11H（2）把输入控制信号开关拨下成低电平。这时总线上显示的状态与输入数据一致。（3）把第一组数据输入控制信号B-DA1的开关拨动一次，即实现“0-1-0”，产生一个负脉冲，作用是把数据11H送第一数据寄存器DA1中。2、数据输出过程（1）为了检验数据送入的正确性，现把DA1中的内容送到总线上。（2）把输入数据的开关上的输入数据代码拨成00H，与刚才送第一数据寄存器DA1的数据区分开。（3）把输入控制信号开关拨上成高电平无效，这时总线上的状态应该与输入数据无关，显示为FFH。（4）把74LS181功能控制端S3-S0设

8、置为1111，Ｍ为１，参照74LS181逻辑功能表，其输出数据Ｆ等于第一组数据输入端Ａ，即DA1上的数据（5）把控制信号拨成低电平，可以看到第四数据寄存器DA1中的数据“11H”经74LS181的Ａ输入端传