计算机组成原理实验三运算器

实验三：八位运算器组成实验

一：实验目的：

1：掌握运算器的组成原理、工作原理；

2：了解总线数据传输结构；

3：熟悉简单的运算器的数据通路与控制信号的关系；

4：完成给定数据的算术操作、逻辑操作；

二：实验条件：

1：PC机一台；

2：MAX+PLUSⅡ软件；

三：实验内容（一）

1：所用到的芯片

74181：四位算术逻辑运算单元；

74244：收发器（双向的三态缓冲器）

74273：八位D触发器；

74374：八位D锁存器；

74163：八进制计数器；

7449：七段译码器

2:实验电路图

（1）运算器电路图

（A）数据输入电路由两个十六进制计数器连接成16*16=256进制的计数器，可以实现八位的输入。

（B）运算功能选择电路由一个十六进制计数器组成，可以实现16种不同运算的选择。再加上逻辑运算器上的M位和Cn位的选择，一共可以实现16*3=48种运算功能。内部由一个74163构成。

内部结构：

（C）数码管扫描显示电路由一个扫描电路scan和一个七段译码器7449组成，scan 内部是一个二选一的多路复用器。

scan内部结构：

（D）运算器电路图

（2）波形仿真图

（A）输入两个数A=05H,B=0AH,O5H DR1,0AH DR2,并通过经由74181在总线上显示。

（B）对两个数进行各种数学运算和逻辑运算。加法运算：输出控制：s4s3s2s1=0001,M=0,CN=0 输出使能：ALU_BUS=0

计算结果：05H+0AH=10H

四：实验内容（二）

给定A,B两个数，设A=05H,B=0AH,完成几种常见的算术运算和逻辑运算画出运算的波形和仿真图

（1）逻辑运算：A and B,A or B,取反/A,A⊙B,A⊕B;

/A A⊕B A⊙B A and B A or B 输入控制s3s2s1s0 0000 0110 1001 1011 1110 计算结果FAH 0FH F0H 00H 0FH

（2）算术运算：A加B，A加B（带进位），A减B；

M=0, ALU_BUS=0

A-B A+B+1 A+B

输入控制s3s2s1s0 0110 1001 1001 Cn 0 0 1

计算结果FBH 10H 0FH

（3）复合运算：A加B 减（（/A）·B）加B；（/(A⊙B)减（A⊕B）））加1 (/A)·B A加B (A加B)减((/A)·B) (A加B加B)减((/A)·B)加B

输入控制

M 1 0 0 0 Cn 1 0 1 s3s2s1s0 0010 1001 0110 1001

计算结果0AH 0FH 05H 0FH

载入寄存器R5 R4 R4

计算(A加B)减((/A)·B)后需要重新送入数据B，存入R5并且装载到LDDR2中。

A⊙B A⊕B (A⊙B)减(A⊕B) /((A⊙B)减(A⊕B)) 加1

输入控制

M 1 1 0 1 0 Cn 0 0 s3s2s1s0 1001 0110 0110 0000 0000

计算结果F0H 0FH E1H 1EH 1FH 载入寄存器R4 R5 R4 R4