计算机组成原理实验 运算器实验
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实验、逻辑运算实验,了解算术逻辑运算单元的运用。
三、 实验原理:
其中运算器有两片74LS181以并|串形式结构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,锁存器的输入已连至数据总线,数据开关(INPUT UNIT)用来给出参与运算的数据,经一三态门(74LS245)和数据总线相连,数据显示灯(BUS UNIT)已和数据总线相连,用来显示数据总线内容。在进行手动实验时,必须先预制开关电平|Load=1,
|CE=1,其余开关控制信号电瓶均置为0
四、 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—OUT UNIT)中的(S3S2S1S0M,|CN,LDDR1LDDR2LDCZY,|SW—B,|ALU--B)与位于实验装置右中方的(CTR—IN UNIT)、左下方INPUT-UNIT中的(|SW-B)右上方CTR-IN|ALU-B)作对应连接。实验中上方信号(CN+4)与(CN+4L)相连。
2、 完成上述连接,仔细检查无误后方可接通电源进入实验。
五、 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。
六、 实验项目:
(一)、算术运算实验
  拨动二进制数据开关向DR1DR2寄存器置数(数据灯亮表示它所对应的数据位为“1”,反之为“0”)。具体操作步骤图示如下:
数据开关(01100101
三态门
寄存器DR101100101
数据开关(10100111
寄存器DR210100111
          CBA=001  LDDR1=1                      LDDR1=0
                              LDDR2=0                      LDDR2=1
                              STEP                        STEP
  检验DR1DR2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S3S2S1S0M11111时,总线指示灯(BUS-DISP UNIT)显示DR1中的数,而置10101时总线指示灯将显示DR2中的数。
  算术运算的试验方法:置CBA=010S3S2S1S0M,|CN状态为100101LDCZY=0,此时数据总线上的显示灯应为00001100.
(二)、进位控制实验:
  1)、进位标志清零具体操作方法如下:
        关闭数据输入三态门(CBA=000S3S2S1S0M的状态为00000|CN状态置为0LDCZY状态置为1,(清零时DR1寄存器中的数应该不等于FF)按动单步命令键。
2)、用二进制数码开关向DR1DR2寄存器置数。
    首先关闭ALU输出三态门(CBA=000),开启数据输入开关三态门(CBA=001),设置数据开关。
3)、验证带进位运算及进位锁存功能,使|CN=1LDCZY=1,来进行带进位算术运算。在给定DR1=65DR2=A7的情况下,改变运算器的功能设置,观察运算器的输出,填入下表中,并和理论分析进行比较,验证。
(三)、逻辑运算实验:
  拨动二进制数据开关向DR1DR2寄存器置数为65H,A7H,具体步骤同上
  检验DR1DR2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S3S2S1S0M11111时,总线指示灯(BUS-DISP UNIT)显示DR1中的数,而置10101时总线指示灯将显示DR2中的数。
  算术运算的试验方法:置CBA=010S3S2S1S0M状态为00011,此时数据总线上的显示灯应为00011000.
七、 实验思考:
  验证74LS181的算术逻辑运算功能
在给定DR1=65DR2=A7的情况下,改变运算器的功能设置,观察运算器的输出,填入下表中,并和理论分析进行比较,验证。
如表所示:
计算机的工作原理
DR1
DR2
S3,S2,S1,S0
CN=1
无进位
CN=0
有进位
M=1
(逻辑运算)
65
A7
0000
65
66
9A
0001
E7
E8
18
0010
7D
7E
82
0011
11111111
00000000
00000000
0100
10100101
10100110
11011010
0101
00100111
00101000
01011000
0110
01011110
10111110
11000010
0111
00111111
01000000
01000000
1000
10001010
10001011
10111111
1001
00001100
00001101
00111101
1010
10100010
10100011
10100111
1011
00100100
00100101
00100101
1100
11001010
11001011
11111111
1101
01001100
01001101
01111101
1110
11100010
11100011
11100111
1111
01100100
01100101
01100101

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