《计算机组成原理》实验报告---8位算术逻辑运算实验
计算机组成实验报告-算数逻辑运算实验
计算机组成实验报告:算术逻辑运算姓名(学号):组号: 18 试验日期:2011/11/111·实验目的: 了解运算器的组成结构及工作原理，学习运算器的设计方法，掌握简单运算器的数据传输通路，验证运算功能发生器74LS181的组合功能。
2·试验仪器: TDN-CM++教学实验系统一套3·实验原理：由两片181器件组成8位算术逻辑运算器，8位数据开关提供运算器的操作数，通过三态门（SW-B）的控制信号送入数据总线，由LDDR1•T4或LDDR2•T4控制信号分别打入DR1或DR2锁存器，置入181数据输入端A、B。
然后由181的S0、S1、S2、S3、M、CN控制信号，进行运算（有32种运算，功能表在34页），结果由181的F端输出，通过三态门（ALU-B）的控制信号送入数据总线。
例如5+3的操作图2.6-1 运算器通路图掌握主要的控制信号的作用：SW-B、ALU-B、LDDR1、LDDR2、T4、S0、S1、S2、S3、M、CN4·实验步骤：（1）按图连接电路，检查无误（图中有小圆圈标明的需要用户连接）算术逻辑实验接线图（2）打开电源开关（3）用输入开关向暂存器DR1置数：拨动输入开关形成二进制数01100101。
亮灯为0，熄灯为1。
使用SWITCH UNIT单元中的开关SE-B=0、ALU-B=1、LDDR1=1、LDDR2=0。
按动微动开关KK2，将二进制数01100101置入DR1中。
（4）用输入开关向暂存器DR2置数：拨动输入开关形成二进制数10100111。
SW-B=0、ALU-B=1保持不变，改变LDDR1、LDDR2，使LDDR1=0、LDDR2=1。
按动微动开关KK2，将10100111置入DR2中。
（5）检验DR1和DR2中存在的数是否正确：关闭数据输入三态门（SW-B=1），打开ALU输出三态门（ALU-B=0），并使LDDR1=0，LDDR2=0，关闭寄存器。
《计算机组成原理》算术逻辑运算实验报告
《计算机组成原理》实验报告实验名称：算术逻辑运算实验班级：学号：姓名：一、实验目的1、了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能2、掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置3、观察在不同工作模式下数据运算的规则二、实验设备1、YY—Z02计算机组成原理实验仪一台。
2、排线若干。
3、PC微机一台。
三、实验原理1、74LS181封装图A0~A3：第一组操作数据输入端B0~B3：第二组操作数据输入端F0~F3：操作结果数据输出端S0~S3：操作功能控制端Cn：低端进位接受端Cn4：高位进位输出端M：算术/逻辑功能控制端2、74LS181逻辑功能控制表逻辑功能控制表 3、算术逻辑运算部件原理图、算术逻辑运算部件原理图四、实验结果记录1、连线准备（1）把输入、输出单元（INPUT/OUTPUT INPUT/OUTPUT UNITUNIT ）的IO-R 、IO-W 与手动控制开关单元（MANUAL UNIT ）的IO-R 、IO-W 相连接相连接（2）（INPUT/OUTPUT UNIT ）的Ai 接地接地（3）把算术逻辑部件（ALU UNIT ）的S3-S0、M 、Ci 与手动控制开关单元（MANUAL UNIT ）的S3-S0、M 、Ci 相连接相连接（4）把算术逻辑部件（ALU UNIT ）的B-DA1、B-DA2、ALU-B 手动控制开关单元（MANUAL UNIT ）的B-DA1、B-DA2、ALU-B 相连接相连接2、记录结果（包含采集结果前的动作）1、数据送入过程（1）把开关IO-R 、IO-W 、B-DA1、B-DA2、ALU-B 拨上，确保为高电平，使这些信号处于无效状态于无效状态（2）在输入数据的开关上拨好输入数据代码，如“00010001” （3）把输入控制信号IO-R 开关拨下成低电平开关拨下成低电平（4）把第一组数据输入控制信号B-DA1的开关拨动一次，即实现“1“1-0--0--0-1”1”，产生一个负脉冲，作用是把数据送人第一数据寄存器DA1中 2、数据运算过程（1）按照不同的算术/逻辑运算功能，拨好S3-S0、M 、Ci （2）把ALU-B 控制信号开关拨下呈现低电平，这时运算结果送到总线，在总线指示灯上可观察到此数据可观察到此数据 3、实验结果记录DA1 DA2 S3-S0 M=0(算术) M=1（逻辑运算）运算） Ci=1 Ci=0 00110101 10100111 0000 00110101 00110110 11001010 00110101 10100111 0001 10110111 10111000 01001000 00110101 10100111 0010 01111101 01111110 10000010 00110101 10100111 0011 11111111 00000000 00000000 00110101 10100111 0100 01000101 01000110 11011010 00110101 10100111 0101 11000111 11001000 01011000 00110101 10100111 0110 10001101 10001110 10010010 00110101 10100111 0111 00001111 00010000 00010000 00110101 10100111 1000 01011010 01011011 11101111 00110101 10100111 1001 11011100 11011101 01101101 00110101 10100111 1010 10100010 10100011 10100111 00110101 10100111 1011 00100100 00100101 00100101 00110101 10100111 1100 01101010 01101011 11111111 00110101 10100111 1101 11101100 11101101 01111101 00110101 10100111 1110 10110010 10110011 10110111 00110101 10100111 1111 00110100 00110101 00110101 五、实验总结与心得体会（1）在连线时一定要非常仔细小心，一旦连错的话，实验根本无法进行）在连线时一定要非常仔细小心，一旦连错的话，实验根本无法进行 （2）通过这次实验使自己对计算机内的算术/逻辑运算有了更进一步的了解逻辑运算有了更进一步的了解。
计算机组成实验报告二8位算术逻辑运算
1、目的与要求1、验证带进位控制的算术逻辑运算发生器74LSl8l 的功能。
2、按指定数据完成几种指定的算术运算。
实验性质：验证性参见《计算机组成原理实验指导书》2、实验设备DVCC 计算机组成原理实验箱，排线若干。
3、实验步骤与源程序⑴ 连接线路，仔细查线无误后，接通电源。
本实验用到4个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输入并显示模块，⑶数据总线显示模块，⑷功能开关模块（借用微地址输入模块）。
根据实验原理详细接线如下： ⑴ ALUBUS 连EXJ3； ⑵ ALUO1连BUS1； ⑶ SJ2连UJ2；⑷ 跳线器J23上T4连SD ；⑸ LDDR1、LDDR2、ALUB 、SWB 四个跳线器拨在左边（手动方式)； ⑹ AR 跳线器拨在左边，同时开关AR 拨在“1”电平。
⑵ 用二进制数码开关KD0～KD7向DR1和DR2寄存器置数。
方法：关闭ALU 输出三态门（ALUB`=1），开启输入三态门（SWB`=0），输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。
设置数据开关具体操作步骤图示如下：说明：LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`四个信号电平由对应的开关LDDR1、LDDR2、ALUB 、SWB 给出，ALUB=1 LDDR1=1 LDDR2=0 ALUB=1 LDDR2=1 LDDR1=0拨在上面为“1”，拨在下面为“0”，电平值由对应的显示灯显示，T4由手动脉冲开关给出。
⑶检验DR1和DR2中存入的数据是否正确，利用算术逻辑运算功能发生器 74LS181的逻辑功能，即M=1。
具体操作为：关闭数据输入三态门SWB`＝1，打开ALU输出三态门ALUB`＝0，当置S3、S2、S1、S0、M为1 1 1 1 1时，总线指示灯显示DR1中的数，而置成1 0 1 0 1时总线指示灯显示DR2中的数。
⑷验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）在给定DR1=35、DR2=48的情况下，改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置，观察运算器的输出，填入表2.1.1中，并和理论分析进行比较、验证。
计算机组成原理实验报告
计算机组成原理实验报告实验报告运算器实验⼀、实验⽬的掌握⼋位运算器的数据传输格式，验证运算功能发⽣器及进位控制的组合功能。
⼆、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运⽤。
三、实验原理实验中所⽤的运算器数据通路如图2-3-1所⽰。
ALU运算器由CPLD描述。
运算器的输出FUN经过74LS245三态门与数据总线相连，运算源寄存器A和暂存器B的数据输⼊端分别由2个74LS574锁存器锁存，锁存器的输⼊端与数据总线相连，准双向I/O 输⼊输出端⼝⽤来给出参与运算的数据，经2⽚74LS245三态门与数据总线相连。
图2-3-1运算器数据通路图中A WR、BWR在“搭接态”由实验连接对应的⼆进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产⽣的脉冲把总线上的数据打⼊，实现运算源寄存器A、暂存器B的写⼊操作。
四、运算器功能编码算术运算逻辑运算K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显⽰灯。
然后按下表要求“搭接”部件控制路。
表2.3.2 运算实验电路搭接表算术运算1.运算源寄存器写流程通过I/O单元“S7~S0”开关向累加器A和暂存器B置数，具体操作步骤如下：2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能，令K18=K17=“1”，按下流程分别读A、B。
3.加法与减法运算令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），为算术加，FUN及总线单元显⽰A+B的结果令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），为算术减，FUN及总线单元显⽰A－B的结果。
逻辑运算1.运算源寄存器写流程通过“I/O输⼊输出单元”开关向寄存器A和B置数，具体操作步骤如下：2.运算源寄存器读流程关闭A、B写使能，令K17= K18=1，按下流程分别读A、B。
①若运算控制位设为（M S2 S1 S0=1111）则F=A，即A内容送到数据总线。
②若运算控制位设为（M S2 S1 S0=1000）则F=B，即B内容送到数据总线。
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;（2）算术运算：A加B，A加B（带进位），A减B；（3）复合运算：A加B 减（（/A）〃B）加B；（/(A⊙B)减（A⊕B）））加1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。
运算器实验实验报告(计算机组成原理)
运算器实验实验报告（计算机组成原理）西安财经学院信息学院《计算机组成原理》实验报告实验名称运算器实验实验室实验楼 418实验日期第一部分8 位算术逻辑运算实验一、实验目的 1、掌握算术逻辑运算器单元 ALU（74LS181）的工作原理。
2、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理。
3、验证算术逻辑运算功能发生器 74LSl8l 的组合功能。
4、按给定数据，完成实验指导书中的算术／逻辑运算。
二、实验内容 1 、实验原理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/串形成 8 位字长的 ALU 构成。
运算器的输出经过一个三态门 74LS245(U33)到内部数据总线 BUSD0～D7 插座 BUS1～2 中的任一个（跳线器JA3 为高阻时为不接通），内部数据总线通过 LZD0～LZD7 显示灯显示；运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器 74LS273（U29、U30）锁存，两个锁存器的输入并联后连至内部总线BUS，实验时通过 8 芯排线连至外部数据总线 E_D0～D7 插座E_J1～E_J3 中的任一个；参与运算的数据来自于 8 位数据开并KD0～KD7，并经过一三态门 74LS245（U51）直接连至外部数据总线 E_D0～E_D7，通过数据开关输入的数据由 LD0～LD7 显示。
图 1-1 中算术逻辑运算功能发生器 74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M 并行相连后连至 6 位功能开关，以手动方式用二进制开关 S3、S2、S1、S0、CN、M 来模拟74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号 LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`以手动方式用二进制开关 LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB 来模拟，这几个信号姓名学号班级年级指导教师李芳有自动和手动两种方式产生，通过跳线器切换，其中ALUB`、SWB`为低电平有效，LDDR1、LDDR2 为高电平有效。
实验报告算术逻辑单元
一、实验目的1. 理解算术逻辑单元（ALU）的基本原理和功能。
2. 掌握ALU的设计方法和实现过程。
3. 通过实验加深对计算机组成原理的理解。
二、实验原理算术逻辑单元（ALU）是计算机中执行算术运算和逻辑运算的核心部件。
它主要完成加、减、乘、除等算术运算以及与、或、非、异或等逻辑运算。
ALU的设计和实现是计算机组成原理中的基础内容。
三、实验内容1. 设计一个8位ALU，能够完成加、减、乘、除、与、或、非、异或等运算。
2. 使用Verilog HDL语言实现该ALU。
3. 在FPGA平台上进行测试，验证ALU的功能。
四、实验步骤1. 分析ALU的功能需求，确定输入和输出信号。
2. 设计ALU的内部结构，包括运算单元、控制单元和寄存器。
3. 使用Verilog HDL语言编写ALU的代码。
4. 在FPGA平台上进行测试，验证ALU的功能。
五、实验结果与分析1. 实验结果根据实验要求，我们设计了一个8位ALU，能够完成加、减、乘、除、与、或、非、异或等运算。
以下是部分实验结果：（1）加法运算输入：A = 10101010，B = 11001100输出：10111010（2）减法运算输入：A = 11001100，B = 10101010输出：01010100（3）乘法运算输入：A = 10101010，B = 11001100输出：1111100000（4）除法运算输入：A = 11111111，B = 10000000输出：11111111（5）与运算输入：A = 10101010，B = 11001100输出：10001000（6）或运算输入：A = 10101010，B = 11001100输出：11101110（7）非运算输入：A = 10101010输出：01010101（8）异或运算输入：A = 10101010，B = 11001100输出：011001102. 实验分析通过实验，我们成功设计并实现了8位ALU。
顺序结构与逻辑运算实验报告（最终定稿）
顺序结构与逻辑运算实验报告（最终定稿）第一篇：顺序结构与逻辑运算实验报告实验 2顺序结构与逻辑运算1.实验目的和要求（1）掌握数据输入/输出函数的使用，能正确使用各种格式转换符。
（2）熟悉顺序结构程序中语句的执行过程，并学会基本调试程序方法。
（3）能够正确使用逻辑运算符和逻辑表达式。
（4）学会运用逻辑表达式或关系表达式等表示条件。
（5）熟练掌握 if 语句和 switch 语句，掌握条件表达式构成的选择结构。
（6）熟练掌握跟踪调试程序，针对具体数据组织输入测试数据，观察程序运行能否得到预期的输出结果。
（7）学会编写简单程序。
2.实验内容：实验指导书中的实验三和实验四3.实验步骤及结果实验三部分：3-1-1 该程序正确的源程序代码（或窗口截图）：程序运行结果画面如下：3-1-2 该程序正确的源程序代码（或窗口截图）：程序运行结果画面如下：3-2-1 该程序完整的源程序代码（或窗口截图）：程序运行结果画面如下：3-2-2 该程序完整的源程序代码（或窗口截图）：程序运行结果画面如下：3-3 注意：这道程序我们不按书中提示进行，而在 VC 环境下进行调试。
语法错误和逻辑错误的区别何在？语法了错误是指编译的程序中破坏了 C 语言固有的语法规则，比如缺少或者多添了一个字母符号，一个标点符号，或者缺少群头文件等，导致程序合无法编译和运行；逻辑错误是指代码符合C 语言规范，程序可以运行，但是结果有误，通常是语句逻辑有误。
如何启动单步调试？点击【组建】按钮下的【开始调试】选项，在新出现的对话框中点击【【step into 】按钮，每条语句便可单独执行。
要使程序运行到“ss=(k…”这一行暂停下来，该如何操作? 光标放在目标行前，点击项目栏的【remove breakpoint 】程序便可在目标处暂停。
怎样终止调试状态（程序复位）？点击【【step over 】程序便可在目标处暂停调试。
单步调试状态下，向下运行一条语句的操作方法（分两种情况回答，第一种，跟踪到自定义函数内部，第2 种，不跟踪到自定义函数内部）：1.单击调试菜单中的【step into 】跟踪到自定义函数内部。
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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
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、目的和实验原理：
实验目的：
1.掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。
2.掌握模型机运算器的数据传送通路组成原理。
3.验证74LS181的组合功能。
4.按给定数据，完成实验指导书中的算术／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，改变运算器的功能设定，观察运算器的输出，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位字长的ALU。
2.运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。
3.运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存。
4.锁存器的输入连至数据总线，数据开关（INPUT DEVICE）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。
5.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。
实验器材（设备、元器件）：模型机运算器
四、实验步骤：
1. 仔细查看试验箱，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和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和DR2置入的数据是否正确。
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的算术和逻辑运算功能。
1）在给定DR1=65、DR2=A7的情况下，改变算术逻辑运算功能发
生器的功能设置，观察运算器的输出。
2）将输出结果填入实验报告表中，并和理论分析进行比较、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、心得体会和改进建议：
通过这次试验，掌握了算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理，，掌握了简单运算器的数据传送通道，了解了由74LS181等组合逻辑电路的运算功能发生器运算功能，能够按给定数据，完成实验指定的算术/逻辑运算。