计算机组成原理算术逻辑运算实验报告1

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类

实验报告

课程名称：《计算机组成原理》

名：姓

系：计算机系

计算机科学与技术业：专

年2007级：级

学号：

指导教师：

讲师职称：

日25 月5 年2009．

附件二：实验报告实验项目列表格式

实验项目列表

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告级

系：计算机科学与技术 2007计算机系专业：年级：

姓名：学号：实验课程：计算机组成原理

实验室号：___田实验设备号： 1 实验时间： 2009年5月 4日指导教师签字：成绩：

算术逻辑运算实验实验一1.实验目的和要求

（1）掌握简单运算器的组成以及数据传送通路；

（2）验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。

2.实验原理

图1-l 运算器数据通路图

实验中所用的运算器数据通路如图1-1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据输入开关用来给出参与运算的数据，并经过一三态门．

（74LS245）和数据总线相连。运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。数据显示灯已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。

图1-2中已将实验需要连接的控制信号用箭头标明（其他实验相同，不再说明）。其中除T4为脉冲信号，其它均为电平控制信号。实验电路中的控制时序信号均已内部连至相应时序信号引出端，进行实验时，还需将S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU_G、SW_G各电平控制信号与开关单元中的二进制数据开关进行跳线连接。其中ALU_G、SW_G为低电平有效，LDDR1、LDDR2为低电平有效。

3.主要仪器设备

ZYE1603B计算机组成原理及系统结构教学实验箱一台，排线若干。

4.操作方法与实验步骤

1．按图1-2连接实验线路，仔细检查无误后，接通电源。（图中箭头表示需要接线的地方，接总线和控制信号时要注意高低位一一对应，可用彩排线的颜色来进行区

分）．

图1-2 算术逻辑运算实验接线图

2．用输入单元的二进制数据开关向寄存器DR1和DR2置数，数据开关的内容可以用与开关对应的指示灯来观察，灯亮表示开关量为“1”，灯灭表示开关量为“0”。以向DR1中置入11000001（C1H）和向DR2中置入01000011（43H）为例，具体操作步骤如下：

首先使各个控制电平的初始状态为：CLR=1，LDDR1=0，LDDR2=0，ALU_G=1，SW_G=1，S3 S2 S1 S0 M CN=111111，并将控制台单元的开关SP05打在“NORM”状态，SP03打在“STEP”状态，SP04打在“RUN”状态。然后按下图所示步骤进行。

上面方括号中的控制电平变化要按照从上到下的顺序来进行，其中T4的正脉冲是通过按动一次控制台单元的触动开关START来产生的。（（形成时钟脉冲信号T ￥￥，，操作步骤如下：将控制台单元中的两个二进制开关“SP03”设置为“STEP”状态、SP04打在“RUN”状态，每按动一次触动开关START，，则T4输出一个单脉冲。）置数完成以后，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_G=1），打开ALU输出三态门（ALU_G=0），使ALU单元的输出DATA BUS 时，111111的状态为CN、M、S0、S1、S2、S3结果进入总线。当设置

单元的指示灯显DATA 101011时，BUS单元的指示灯显示DR1中的数；而设置成示DR2中的数，然后将指示灯的显示值与输入的数据进行对比。．验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）3的组合来实现不同的功能，，可以通过改变S3 S2 S1 S0 M CN74LS181的功能见表1-1 +”表示逻辑或，“加”表示算术求和。表中“A”和“B”分别表示参与运算的两个数，“ 74LS181功能表表1-1

M=0（算术运算） M=1

SSSS（逻辑运3 2 1 0

CN=1无进位 CN=0有进位算）

0 0 0 0 F= F=A加1

F=

1 1 F= F=（）加0 0 0

F=

0 1 0 0 ）加（1

F=F= F=0 F=0

0 1 1 F=0减1 F=

0 1 0 0 F=加加F=加1 F=

0 1 0 1 F= F=）加加）加 1 F=

（（

0 1 1 0 F=减减1 F= 减 F=

1 1 1 0 F=1

F=F=减

1 0 0 0 F=加加1

F=加

F=

F=加加F= 加1 1 0 0 1

F=

0 1 1 F= 0 F=加1

F=（（）加）加

减F=F=F=1 0 1 1 1

1 1 0 0 F=加 F=加F=1 加1

F=（（F=）加加）加1 1 1 1 0

F=

0 F=1 1 1

1

加）加（F= ）加（F=

F=减1 F= 1 1 1 1 F=

。B=43H即A=C1H，写入C1H，DR2写入43H，通过前面的操作，我们已经向寄存器DR11-2的组合，观察运算器的输出，填入表S0 M CN然后改变运算器的控制电平S3 S2 S1

的功能。中，并和理论值进行比较、验证74LS181运算器功能实验表表l-2

M=1

M=0（算术运算）SSSSDD（逻辑运0 1 R2

3 R1

2

CN=0有进位CN=1无进位

算）F= F= F= 0 C1 0 0 0 43

F= C1 0 0 F= 43 0 1 F=

F= 43 1 C1 0 0 0 F= F=

F= F= 43 1 C1 1 0 0 F=

F= F= 43 0 0 F= C1 0 1

F= F= 43 0 1 1 F= C1 0

F= F= F= 43 C1 1 1 0 0

F= 0 1 43 C1 F= F= 1 1

F= C1 1 0 43 F= F= 0 0

F= 1 C1 0 43 F= F= 0 1

F= F= 43 C1 1 0 0 F= 1

F= F= 43 C1 1 1 F= 1 0

F= F= 43 0 C1 0 1 1 F=

F= 43 0 1 C1 1 1 F= F=

F= 1 1 F= F= C1 0 1 43

F=

F=

F=

1

1

C1 1

1 43

5．实验内容与实验数据记录M=1

（算术运算）M=0S0