计算机组成原理——运算器实验

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1、计算机组成原理实验报告实验一运算器实验一、实验目的1、掌握简单运算器的数据传输方式。2、验证运算功能发生器（74LS181）及进位控制的组合功能。二、实验要求完成不带进位及带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算数逻辑运算单元的运用。三、实验原理实验中所用的运算器原理如下图（初略图）。其中运算器由两片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）和数据总线连接，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存，锁存器的输入已连接到数据总线，数据开关（INPUTU

2、NIT）已和数据总线连接，用来显示数据总线内容。本实验装置的控制线（CTR-INUNIT）应与（CTR-OUTUNIT）连接，数据总线、时序电路（TIMEUNIT）产生的脉冲信号（他-听）、P(1)、P(2)、P(3)本实验装置已连接，（CLKUNIT）必须选择一档合适的时钟，其余均为电平控制信号（HC-UNIT）。进行实验时，首先按动位于本实验装置右中侧的复位按钮，使系统进入初始待命状态，在LED显示器闪动出现“P”的环境下，按动增址命令键使LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示本装置已进入手动单元实验状态

3、，在该状态下按动单步命令建，即可获得实验所需的单脉冲信号，而各电平控制信号位于LED显示器左方的K25-K0二进制数据开关来模拟。注意：在进行手动实验时，必须先预置开关点电平：/Load=1,/CE=1,其余开关控制信号电平均置为0。B0B1B2B3B4B5B6B774LS245A0A1A2A3A4A5A6A7EDIRF0F1F2F3USA=BQPALUI74LS181CN+4MA0A1A2A3B0B1B2B3CNIS0S1S2S3Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8CLR74LS273D1D2D3D4D5D6D7D8CL

4、KQ1Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8CLR74LS273D1D2D3D4D5D6D7D8CLKF0F1F2F3CN+4A=BQPCNIALUMM74LS181A0A1A2A3B0B1B2B3S0S1S2S3B0B1B2B3B4B5B6B774LS245A0A1A2A3A4A5A6A7EDIR一、实验连接1、八位运算器控制信号连接：位于实验装置左上方的控制信号（CTR-INUNIT）中的（S3、S1、S0、M、/CN、LDDR1、LDDR2、LDCZY、/SW-B、/ALU-B）与位于实验装置右中方的（CTR-INUNIT

5、）、左下方INPUT-UNIT中的（/SW-B）右上方CTR-IN(/ALU-B)作对应连接，实验装置中上方信号Cn+4与Cn+4I相连。2、完成上述连接，仔细检查无误后可接通电源进入实验注：实验时只要将每个实验模块所列的输入控制信号（CTR-INUNIT）与对应的同名输出控制信号（CTR-OUTUNIT）连接即可。二、实验仪器工作状态设定在闪动的“P”状态下按动“增址”命令键，使LED显示器自左向右第一位显示提示符“H”，表示本装置已进入手动单元实验状态三、实验项目（一）算术运算实验拨动二进制数据开关向DR1和DR2

6、寄存器置数（置数灯亮表示它所对应的数据位为‘1‘，反之为’0‘）具体操作步骤如下图：数据开关（01100101）三态门寄存器DR1（01100101）数据开关（10100111）寄存器DR2(10100111)﹝CBA=001﹞﹝LDDR1=1﹞﹝LDDR1=0﹞﹝LDDR2=0﹞﹝LDDR2=1﹞﹝按“STEPT”﹞﹝按“STEPT”﹞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（CBA=000），打开ALU输出三态门（CBA=010）,当置S3、S2、S1、S0、M为11111时，总线指示灯（

7、BUS-DISPUNIT）显示DR1中的数，而置10101时总线指示灯将显示DR2中的数。算术运算（不带进位加）的实验方法：置CBA=010，S3、S2、S1、S0、M、/CN状态为100101，LDCYZ=0，此时数据总线上的显示灯为00001100（0CH）。（一）进位控制实验（1）进位标志清零具体操作方法如下：关闭数据输入三态（CBA=000），S3、S2、S1、S0、M的状态置为00000，/N=1，LDCZY=0，LDCZY状态置为1，按动单步命令键。注：进位标志指示灯CY亮表示进位标志为1，有进位；反之为0

8、，无进位。（2）用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数首先关闭ALU输出三态门（CBA=000），开启数据开关输入三态门（CBA=001），设置数据开关，列如向DR1存入01010101，向DR2存入10101010.具体操作步骤同上。（3）验证带进位运算及进位锁存功能，使/CN=1，LDCZY=1，来进行进位算术运算。列如：