《计算机组成原理》实验报告---8位算术逻辑运算实验
计算机组成原理实验（接线、实验步骤）
计算机组成原理实验（接线、实验步骤）实验⼀运算器[实验⽬的]1.掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的⼯作原理；2.熟悉简单运算器的数据传送通路；3.验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能；4.验证实验台4位乘4位功能。
[接线]功能开关：DB=0 DZ=0 DP=1 IR/DBUS=DBUS接线：LRW：GND（接地）IAR-BUS# 、M1、M2、RS-BUS#：接+5V控制开关：K0：SW-BUS# K1：ALU-BUSK2：S0 K3：S1 K4：S2K5：LDDR1 K6：LDDR2[实验步骤]⼀、(81)H与(82)H运算1.K0=0：SW开关与数据总线接通K1=0：ALU输出与数据总线断开2.开电源，按CLR#复位3.置数（81）H：在SW7—SW0输⼊10000001→LDDR2=1，LDDR1=0→按QD：数据送DR2置数（82）H：在SW7—SW0输⼊10000010→LDDR2=0，LDDR1=1→按QD：数据送DR1 4.K0=1：SW开关与数据总线断开K1=1：ALU输出与数据总线接通5. S2S1S0=010：运算器做加法（观察结果在显⽰灯的显⽰与进位结果C的显⽰）6.改变S2S1S0的值，对同⼀组数做不同的运算，观察显⽰灯的结果。
⼆、乘法、减法、直通等运算1.K0K1=002.按CLR#复位3.分别给DR1和DR2置数4.K0K1=115. S2S1S0取不同的值，执⾏不同的运算[思考]M1、M2控制信号的作⽤是什么？运算器运算类型选择表选择操作S2 S1 S00 0 0 A&B0 0 1 A&A(直通)0 1 0 A+B0 1 1 A-B1 0 0 A(低位)ΧB(低位)完成以下表格ALU-BUS SW-BUS# 存储器内容S2S1S0 DBUS C输⼊时：计算时：DR1：01100011DR2：10110100（与）DR1：10110100DR2：01100011（直通）DR1：01100011DR2：01100011（加）DR1：01001100DR2：10110011（减）DR1：11111111DR2：11111111（乘）实验⼆双端⼝存储器[实验⽬的]1.了解双端⼝存储器的读写；2.了解双端⼝存储器的读写并⾏读写及产⽣冲突的情况。
计算机组成原理实验报告
重庆理工大学《计算机组成原理》实验报告学号 __***********____姓名 __张致远_________专业 __软件工程_______学院 _计算机科学与工程二0一六年四月二十三实验一基本运算器实验报告一、实验名称基本运算器实验二、完成学生：张致远班级115030801 学号11503080109三、实验目的1．了解运算器的组成结构。
2．掌握运算器的工作原理。
四、实验原理：两片74LS181 芯片以并/串形式构成的8位字长的运算器。
右方为低4位运算芯片，左方为高4位运算芯片。
低位芯片的进位输出端Cn+4与高位芯片的进位输入端Cn相连，使低4位运算产生的进位送进高4位。
低位芯片的进位输入端Cn可与外来进位相连，高位芯片的进位输出到外部。
两个芯片的控制端S0～S3 和M 各自相连，其控制电平按表2.6-1。
为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DR1、DR2（用锁存器74LS273 实现）来锁存数据。
要将内总线上的数据锁存到DR1 或DR2 中，则锁存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 须为高电平。
当T4 脉冲来到的时候，总线上的数据就被锁存进DR1 或DR2 中了。
为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245 实现）。
若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74LS245 的控制端ALU-B 置低电平。
否则输出高阻态。
数据输入单元(实验板上印有INPUT DEVICE)用以给出参与运算的数据。
其中，输入开关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号为SW-B，取低电平时，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。
总线数据显示灯（在BUS UNIT 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。
控制信号中除T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。
由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因此，需要将“W/R UNIT”单元中的T4 接至“STATE UNIT”单元中的微动开关KK2 的输出端。
计算机组成原理--实验报告
实验一寄存器实验实验目的：了解模型机中各种寄存器结构、工作原理及其控制方法。
实验要求：利用CPTH 实验仪上的K16..K23 开关做为DBUS 的数据，其它开关做为控制信号，将数据写入寄存器，这些寄存器包括累加器A，工作寄存器W，数据寄存器组R0..R3，地址寄存器MAR，堆栈寄存器ST，输出寄存器OUT。
实验电路：寄存器的作用是用于保存数据的CPTH 用74HC574 来构成寄存器。
74HC574 的功能如下：- 1 -实验1：A，W 寄存器实验原理图寄存器A原理图寄存器W 原理图连接线表：- 2 -系统清零和手动状态设定：K23-K16开关置零，按[RST]钮，按[TV/ME]键三次，进入"Hand......"手动状态。
在后面实验中实验模式为手动的操作方法不再详述．将55H写入A寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据55H置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器A的黄色选择指示灯亮，表明选择A寄存器。
放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据55H被写入A寄存器。
将66H写入W寄存器二进制开关K23-K16用于DBUS[7:0]的数据输入，置数据66H- 3 -置控制信号为：按住STEP脉冲键，CK由高变低，这时寄存器W 的黄色选择指示灯亮，表明选择W寄存器。
放开STEP 键，CK 由低变高，产生一个上升沿，数据66H 被写入W 寄存器。
注意观察：１．数据是在放开STEP键后改变的，也就是CK的上升沿数据被打入。
２．WEN，AEN为高时，即使CK有上升沿，寄存器的数据也不会改变。
实验2：R0，R1，R2，R3 寄存器实验连接线表- 4 -将11H、22H、33H、44H写入R0、R1、R2、R3寄存器将二进制开关K23-K16，置数据分别为11H、22H、33H、44H置控制信号为：K11、K10为10，K1、k0分别为00、01、10、11并分别按住STEP 脉冲键，CK 由高变低，这时寄存器R0、R1\R2\R3 的黄色选择指示灯分别亮，放开STEP键，CK由低变高，产生一个上升沿，数据被写入寄存器。
计算机组成原理运算器实验
输入设备数据开关经一个三态门（74LS273）和数据总线相连。输出设备经一锁存器（74LS273）实现，盖锁存起的输入端和数据总线相连，输出端以二进制的形式输出结果。
实验电路如下图所示：
四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方无进位）
CN=0（有进位）
0 0 0 0
F=/A
F=A
F=A加1
0 0 0 1
F=/(A+B)
F=(A+B)
F=(A+B)加1
0 0 1 0
F=(/A)B
F=A+/B
F=(A+/B)加1
0 0 1 1
F=0
F=负1（补码形式）
F=0
0 1 0 0
F=/(AB)
F=A加A(/B)
F=A加A/B加1
虽然这是计算机组成原理的第一个实验，但是经过老师的示范基本熟悉了整个实验系统的基本结构，了解了寄存器的添加和绘制，最重要的是通过实验掌握了运算器工作原理，熟悉了算术/逻辑运算的运算过程以及控制这种运算的方法。经过了这次实验的认真学习相信在下一次的实验中会更加顺利的。
运算数1，引脚3为最高位
B3 B2 B1 B0
运算数2，引脚3为最高位
Cn 最低位进位输入
Cn=0有进位，Cn=1无进位；
Cn+4本片产生的进位信号
Cn+4=0有进位，Cn+4=1无进位；
F3 F2 F1 F0
F3 F2 F1 F0运算结果，F3为最高位
（2）74LS181的A3 A2 A1 A0，B3 B2 B1 B0作为输入端口，分别输入二进制数值，然后用运算选择控制端口S3 S2 S1 S0来选择执行什么操作，通过改变控制端口的操作来观察输出结果的不同。
山东大学计算机组成原理课程设计实验报告
运算器结构如下图所示。R0、R1、R2 均为 D 触发器组成的八位寄存器，在打入 脉冲 CPRi 的作用下，接收数据输入端提供的信息送入 Ri 中。
μIR23-16 为微指令寄存器的高八位，可定义为操作数。进位信号 C0、打入脉冲 CPR0、CPR1、CPR2、M、S0、S1、S2、S3 均由微指令寄存器的 μIR8 和 μIR7--μIR0 产生。
算术逻辑运算单元 ALU 的设计
该部分中算术逻辑运算单元用两片 74LS181 芯片按如下图所示结构实现八位 组间串行进位运算器。
74LS181 功能表如下图所示。
5
计算机一班 鸿武 QQ:2420430689(2 号)
ALU 的实现电路图如下。
实验调试
将设计完成的电路图下载到 FPGA 中。按照前面所给的 74LS181 功能表编写 微指令，并写入到 ROM 中，微指令从 0 地址单元开始存放。
微程序控制的存储器读写系统设计............................................... 7 设计目的................................................................. 7 设计要求................................................................. 7 结构与信号索引........................................................... 8 微指令格式及微指令编制................................................... 8
微程序控制的运算器设计详细电路图 ........................................ 22 微程序控制的存储器读写系统设计详细电路图 ................................ 24 微程序设计模型机详细电路图.............................................. 25 硬布线控制的模型机详细电路图............................................ 34
计算机组原实验报告_加法器减法器
计算机科学与技术学院课程实验报告
课程名称：计算机组成原理年级：2014级上机日期：姓名：学号：班级：
实验名称：运算器组成实验教师：成绩：
File菜单中选择New项，将出现新建文件对话框，选择“BlockDiagram/Schematic File”项，点击ok。
双击右侧的主绘图区添加元器件，绘制一位全加器的电路图(如下图)，绘制完成后，保存，重命名为fa，生成为fa. bdf的文件。
New项，将出现新建文件对话框，选择“BlockDiagram/Schematic ”项。
利用刚刚生成的元件绘制8位补码加/减法运算器的原理图。
8位补码加/减法运算器
6.绘制完成后，保存（必须与顶层文件同名），保存完成后，进行编译，编译成功（如下图）。
7.进行实验测试，（1）菜单栏中File选择New新建Other Files中“Vector Waveform File”文件,双及“name”下方空白部分，插入Node or Bus。
（2）Filt选择Pins:all，按start，将A,B,M,S,YC选中移到右边，完成后，自己设置数据。
计算机组成原理-运算器组成实验
南通大学计算机科学与技术学院上机实验报告
课程名称：计算机组成原理年级：上机日期：2014 姓名：学号: 班级:
实验名称：实验二运算器组成实验教师：成绩：
1.设计一个8位补码加/减法运算器
(1)参考图1，在QUARTUS II里输入原理图，设计一个8位补码加/减法运算器。
①一位二进制的加减法器电路图为：
③封装为芯片，设计8位二进制的加减法器，电路图如下
④创建波形文件，对该8位补码加/减法运算器进行功能仿真测试测试通过后，封装成一个芯片。
3．利用仿真波形，测试数据通路的正确性。
设定各控制信号的状态，完成下列操作，要求记录各控制信号的值及时序关系。
（1）在输入数据IN7~IN0上输入数据后，开启输入缓冲三态门，检查总线
时序关系表为：
检查方法，在DR1中存入55H，同时在DR2中存入00H，检测总线输出的数即为存入的数据，波形图如下：
时序关系表为：
方法与上相同，在DR1中存入55H，同时在DR2中存入00H，检测总线输出的数即为存入的数据，波形图如下：
时序关系表为：
（4）完成加法运算，求55H+AAH，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。
波形图如下：
（5）完成减法运算，分别求55H-AAH和AAH-55H，检查运算结果是否正确，请说明检查方法。
①计算AA-55，波形图如下：
时序图如下：
②计算
（6）求12H+34H-56H ，将结果存入寄存器R0，检查运算结果是否正确，同时检查数据是否存入，请说明检查方法。
①首先计算结果，波形图，时序图如下：
②检查结果的保存，则把结果存入LDR1，把00H 存入LDR2，通过与0的相加，输出结果就可确定数据已存入。
计算机组成原理实验实验一运算器实验（一）算术逻辑运算实验一
计算机组成原理实验实验一运算器实验（一）算术逻辑运算实验一、实验目的1、掌握简单运算器的数据传送通路。
2、验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。
二、实验原理1、实验中所用的运算器数据通路图1所示。
三、实验步骤1、用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数。
具体操作步骤图2所示。
2、验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（二） 进位控制实验一、实验目的1、验证带进位控制算术运算功能发生器的功能。
2、按指定数据完成几种算术运算。
二、实验原理实验原理图如图3所示。
三、实验步骤1、用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数向DR1存入01010101，向DR2存入10101010。
具体操作步骤图4所示。
图2图3 进位控制实验原理图2、进位标志清零S3 S2 S1 S0 M 的状态置为00000，AR 状态置为0，按动微动开关KK2。
进位标志指示灯CY 亮时表示无进位，进位标志为“0” ；指示灯CY 灭时表示有进位，进位标志为“1”。
3、验证带进位运算及进位锁存功能时，使Cn=1, Ar=0, SW-B=1。
T4脉冲到来时，将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中。
注意观察进位标志显示灯CY 。
（三） 移位运算实验一、实验目的验证移位运算控制的组合功能。
二、实验原理移位运算实验原理图如图5所示， 74LS299功能表如表1所示图4表1 74LS299功能表三、实验步骤1、移位操作：（1）置数，具体步骤如图6所示。
2、移位，参照功能表改变S0 S1 T4 299-B 的状态，按动微动开关KK2,观察移位的结果。
实验二 存储器实验一、实验目的掌握静态随机存储器的工作特性及数据的读写方法。
二、实验原理图5 移位运算实验原理图图6实验所用的静态存储器电路原理图如图7所示。
三、实验步骤1、写操作。
给存储器的00、01、02、03、04地址单元中分别写入数据11、12、13、14、15，具体操作步骤图8所示（以向0号单元写入数据11为例）。
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计算机专业类课程
实
验
报
告
课程名称：计算机组成原理
学 院：信息与软件工程学院
专 业：软件工程
学生姓名:
学 号:
指导教师：
日 期： 2012 年 １2 月 15 日
ﻬ
电 子 科 技 大 学
实 验 报 告
一、实验名称： ８位算术逻辑运算实验
二、实验学时:２
三、实验内容、目得与实验原理:
实验目得:
1、掌握算术逻辑运算器单元ALU(７4ＬS1８1) 得工作原理。
2、掌握模型机运算器得数据传送通路组成原理。
３、验证74LS１８1得组合功能。
4、按给定数据,完成实验指导书中得算术/逻辑运算。
实验内容:
使用模型机运算器,置入两个数据DＲ1=35，DＲ2=4８,改变运算器
得功能设定，观察运算器得输出，记录到实验表格中,将实验结果对比分
析，得出结论。
实验原理：
1. 运算器由两片7４LS181以并／串形式构成8位字长得ALU。
2. 运算器得输出经过一个三态门(7４ＬＳ24５)与数据总线相连.
3. 运算器得两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存.
4. 锁存器得输入连至数据总线,数据开关(INPUT DＥVＩCE）用来给
出参与运算得数据,并经过一三态门(74LS245）与数据总线相连.
5. 数据显示灯(BUＳ UNIT)已与数据总线相连，用来显示数据总线内
容。
实验器材(设备、元器件)：模型机运算器
四、实验步骤：
1、 仔细查瞧试验箱，按以下步骤连线
1)ＡＬUＢUS连EXJ３
２） ALU01连ＢUS1
３） SJ2连ＵJ2
４） 跳线器J23上T４连ＳD
5） ＬDDR１,ＬＤDR2,ALUB，ＳＷB四个跳线器拨在左边
６) AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“1”电平
2、 核对线路,核对正确后接通电源
3、 用二进制数据开关KD0—KD7向DＲ1与ＤＲ2寄存器置入8位运算
数据。
① 调拨8位数据开关KD0－ＫD７为01100101(3５H) ，准备向
DR1送二进制数据。
② 数据输出三态缓冲器门控信号AＬＵB＝1（关闭)。
③ 数据输入三态缓冲器门控信号 ＳＷB=０(打开）。
④ 数据锁存ＤRi控制信号ＬＤDR1=1(打开），同时,LＤＤR2=０（关
闭).
⑤ 打入脉冲信号Ｔ4 ，将数据6５H置入DR1。
重复步骤1—５，同理将数据A7Ｈ置入DR２
4、 检验ＤR1与DR２置入得数据就是否正确。
1） 数据输出三态缓冲器门控信号ＡLＵB=0(打开)；
2） 数据输入三态缓冲器门控信号ＳWB=1(关闭)；
3) 数据锁存DRi控制信号ＬDDR1、ＬDDＲ２=0（关闭）
4） 设置开关M 、开关S3、S２、S1、Ｓ0 相应值
如M=１,S３、S2、S1、S0=1111,验证8位数据 DR１;S3、Ｓ2、S1、
Ｓ0=1010验证８位数据DR2
5. 验证74LS1８1得算术与逻辑运算功能。
1）在给定DR1＝65、DR２=A7得情况下,改变算术逻辑运算功能发
生器得功能设置,观察运算器得输出。
2）将输出结果填入实验报告表中，并与理论分析进行比较、验证。
6. 填写实验数据.
五、实验数据及结果分析（包括各种截图：实验过程截图、界面截图、操作截
图、运算结果截图):
运算器数据通路图:
模型机运算器连线及跳线完毕图:
实验数据输出表：
六、实验结论、心得体会与改进建议：
通过这次试验，掌握了算术逻辑运算器单元ＡＬU(7４ＬＳ181)得工作
原理，，掌握了简单运算器得数据传送通道，了解了由7４ＬS181等组合逻
辑电路得运算功能发生器运算功能,能够按给定数据，完成实验指定得算术
／逻辑运算。