311实验一(王伟)运算器实验实验报告.docxVIP

新疆师范大学计算机科学技术学院实验报告专业：软件工程课程名称：计算机组成原理班级： 2014-3班姓名：王伟学号：20141602141011实验地址：数理楼实验时间：2016年11月3日指导教师签字：成绩：实验一算术逻辑运算实验1．实验目的和要求实验目的： 1．掌握运算器的组成及工作原理；2．了解4位函数发生器74LS181的组合功能，熟悉运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现过程；3．验证带进位控制的74LS181的功能。要求：1.,掌握本次实验所用的各种数字集成电路的性能及工作原理；2..掌握实验步骤，了解实验中要求的注意之处。2．主要仪器设备1.EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套； 2. 排线若干。实验原理运算器的结构框图见图1-5：算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS181是4位运算器，四片74LS181以并／串形式构成16位运算器。它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算，74LS181 有高电平和低电平两种工作方式，高电平方式采用原码输入输出，低电平方式采用反码输入输出，这里采用高电平方式。三态门74LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制，ALU-G 为“0”时，三态门开通，此时其输出等于其输入；ALU-G 为“1”时，三态门关闭，此时其输出呈高阻。四片74LS273作为两个16数据暂存器，其控制信号分别为LDR1和LDR2，当LDR1和LDR2 为高电平有效时，在T4脉冲的前沿，总线上的数据被送入暂存器保存。4．操作方法与实验步骤开关控制操作方式实验1、连接实验线路，将算术逻辑单元、输入单元各信号接口与开关单元对应的信号接口相连；检查线路无误后，接通电源。?2、通过数据输入电路的拨开关开关向两个数据暂存器中置数：注意：本实验中ALU-G和C-G不能同时为0，否则造成总线冲突，损坏芯片！故每次实验时应时刻保持只有一路与总线相通。1）拨动清零开关CLR，使其指示灯。再拨动CLR，使其指示灯亮。置ALU-G＝1：关闭ALU的三态门；再置C-G=0：打开数据输入电路的三态门；2）向数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）中置数：（1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为要输入的数值；（2）置LDR1＝1：使数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）的控制信号有效，置 LDR2＝0：使数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）的控制信号无效；（3）按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】按钮，给暂存器LT1送时钟，上升沿有效，把数据存在LT1中。3）向数据暂存器LT2（Ｕ5、U6）中置数：（1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为想要输入的数值；（2）置LDR1＝0：数据暂存器LT1的控制信号无效；置LDR2＝1：使数据暂存器LT2的控制信号有效。（3）按一下脉冲源及时序电路的“单脉冲”按钮，给暂存器LT2送时钟，上升沿有效，把数据存在LT2中。（4）置LDR1＝0、LDR2＝0，使数据暂存器LT1、LT2的控制信号无效。 4 ）检验两个数据暂存器LT1和LT2中的数据是否正确：（1）置C-G=1，关闭数据输入电路的三态门，然后再置ALU-G=0，打开ALU的三态门；（2）置“S3S2S1S0M”为“11111”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT1中的数，表示往暂存器LT1置数正确；（3）置“S3S2S1S0M”为“10101”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT2中的数，表示往暂存器LT2置数正确。3．验证74LS181的算术和逻辑功能:按实验步骤2往两个暂存器LT1和LT2分别存十六进制数“1234H”和“5678H”，在给定LT1=1234H、LT2=5678H的情况下，通过改变“S3S2S1S0MCn”的值来改变运算器的功能设置，通过数据总线指示灯显示来读出运算器的输出值F，填入上表中，参考表1－1的功能表，分析输出F值是否正确。分别将“AR”开关拨至“1”和“0”的状态，观察进位指示灯“CY”的变化并分析原因。4．验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能：（1）首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。所有对应的指示灯亮（2）置ALU-G＝1：关闭ALU的三态门；再置C-G=0：打开数据输入电路的三态门；（顺序不能错）（3）置数据输入电路的数据开关“D15……D0”=“1000000010000000”，置 LDR1＝1，使数据暂存器LT1的控制信号有效，置 LDR2＝0，使数据暂存器LT2的控制信号无效，按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】，往暂存器LT1存入数据。输入电路的数据开关“D15……D0”=“1000000010000000”然后按【单脉冲】（4）置数据输入电路的数据开关“D15……D0”=“01111