基本運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、四 川 大 學(xué) 計(jì) 算 機(jī) 學(xué) 院、軟 件 學(xué) 院實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 學(xué)號： 1143041061 姓名： 高浩宇 專業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班級：4 第：11 周 課程名稱 計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)課時2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目基本運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時間2013-11-18實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)。2掌握運(yùn)算器的工作原理。實(shí)驗(yàn)環(huán)境 TDN-CM+計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一臺，排線若干實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（算法、程序、步驟和方法） 1.實(shí)驗(yàn)原理：兩片74LS181 芯片以并/串形式構(gòu)成的8位字長的運(yùn)算器。右方為低4位運(yùn)算芯片，左方為高4位運(yùn)算芯片。低位芯片的進(jìn)位輸出端Cn+4與高位芯片的進(jìn)位輸入端Cn相連，使低4位運(yùn)算產(chǎn)生的

2、進(jìn)位送進(jìn)高4位。低位芯片的進(jìn)位輸入端Cn可與外來進(jìn)位相連，高位芯片的進(jìn)位輸出到外部。兩個芯片的控制端S0S3 和M 各自相連，其控制電平按表2.6-1。為進(jìn)行雙操作數(shù)運(yùn)算，運(yùn)算器的兩個數(shù)據(jù)輸入端分別由兩個數(shù)據(jù)暫存器DR1、DR2（用鎖存器74LS273 實(shí)現(xiàn)）來鎖存數(shù)據(jù)。要將內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到DR1 或DR2 中，則鎖存器74LS273 的控制端LDDR1 或LDDR2 須為高電平。當(dāng)T4 脈沖來到的時候，總線上的數(shù)據(jù)就被鎖存進(jìn)DR1 或DR2 中了。為控制運(yùn)算器向內(nèi)總線上輸出運(yùn)算結(jié)果，在其輸出端連接了一個三態(tài)門（用74LS245 實(shí)現(xiàn)）。若要將運(yùn)算結(jié)果輸出到總線上，則要將三態(tài)門74LS24

3、5 的控制端ALU-B 置低電平。否則輸出高阻態(tài)。數(shù)據(jù)輸入單元(實(shí)驗(yàn)板上印有INPUT DEVICE)用以給出參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。其中，輸入開關(guān)經(jīng)過一個三態(tài)門（74LS245）和內(nèi)總線相連，該三態(tài)門的控制信號為SW-B，取低電平時，開關(guān)上的數(shù)據(jù)則通過三態(tài)門而送入內(nèi)總線中。總線數(shù)據(jù)顯示燈（在BUS UNIT 單元中）已與內(nèi)總線相連，用來顯示內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)。控制信號中除T4 為脈沖信號，其它均為電平信號。由于實(shí)驗(yàn)電路中的時序信號均已連至“W/R UNIT”單元中的相應(yīng)時序信號引出端，因此，需要將“W/R UNIT”單元中的T4 接至“STATE UNIT”單元中的微動開關(guān)KK2 的輸出端。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時

4、，按動微動開關(guān)，即可獲得實(shí)驗(yàn)所需的單脈沖。S3、S2、 S1、S0 、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B 各電平控制信號則使用“SWITCHUNIT”單元中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)開關(guān)來模擬，其中Cn、ALU-B、SW-B 為低電平有效，LDDR1、LDDR2 為高電平有效。對于單總線數(shù)據(jù)通路，作實(shí)驗(yàn)時就要分時控制總線，即當(dāng)向DR1、DR2 工作暫存器打入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)開關(guān)三態(tài)門打開，這時應(yīng)保證運(yùn)算器輸出三態(tài)門關(guān)閉；同樣，當(dāng)運(yùn)算器輸出結(jié)果至總線時也應(yīng)保證數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門是在關(guān)閉狀態(tài)。運(yùn)算結(jié)果表（接上）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（算法、程序、步驟和方法）2.實(shí)驗(yàn)步驟：1連接實(shí)驗(yàn)電路并檢查無誤。圖中將用戶需要連

5、接的信號線用小圓圈標(biāo)明（其它實(shí)驗(yàn)相同，不再說明）。2KK2設(shè)置為單拍，KK1和KK3為運(yùn)行。3. 開電源開關(guān)。4用輸入開關(guān)向暫存器DR1 置數(shù)。撥動輸入開關(guān)形成二進(jìn)制數(shù)（或其它數(shù)值）。（數(shù)據(jù)顯示燈亮為0，滅為1）。使SWITCH UNIT 單元中的開關(guān)SW-B=0（打開數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門）、ALU-B=1（關(guān)閉ALU 輸出三態(tài)門）、LDDR1=1、LDDR2=0。按動微動開關(guān)KK2，則將二進(jìn)制數(shù)01100101 置入DR1 中。5用輸入開關(guān)向暫存器DR2 置數(shù)。撥動輸入開關(guān)形成二進(jìn)制數(shù)（或其它數(shù)值）。SW-B=0、ALU-B=1 保持不變，改變LDDR1、LDDR2，使LDDR1=0、LDDR2=

6、1。按動微動開關(guān)KK2，則將二進(jìn)制數(shù)10100111 置入DR2 中。6 該變運(yùn)算器的功能設(shè)置觀察輸出。并將結(jié)果填入表中。結(jié) 論（結(jié) 果） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，一步一步操作，在DR1=65，DR2=A7的條件下，改變運(yùn)算器的設(shè)置，使得運(yùn)算器輸出結(jié)果，并記錄下來。運(yùn)算器顯示結(jié)果和手算結(jié)果一直，說明整個實(shí)驗(yàn)非常成功。小 結(jié) 通過本次實(shí)驗(yàn)了解運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)（即輸入邏輯、輸出邏輯、算術(shù)邏輯單元），掌握運(yùn)算器的工作原理（主要是加法器）。知道運(yùn)算器的輸出跟數(shù)據(jù)總線相連，同時兩個輸入端通過兩個鎖存器也與數(shù)據(jù)總線相連。同時，數(shù)據(jù)顯示燈連接上數(shù)據(jù)總線，用來顯示數(shù)據(jù)總線的內(nèi)容。暫存器的作用也體現(xiàn)了出來（暫存中間結(jié)果），教材上的數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)在此更是體現(xiàn)到了，各部件之間的信息傳送通過內(nèi)總線來完成。三態(tài)門的功能以及工作原理也比較清晰了。將這些知識組織起來，并親手實(shí)踐，在實(shí)踐過程中，連線比較枯燥，剛開始連錯了，造成重大失誤，后來糾正后，一次成功，這也說明了實(shí)驗(yàn)過程中的各個環(huán)節(jié)都是非常重要的。最終，將結(jié)果記錄下來，完成了本次實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)，提高了我對組成原理實(shí)