实验一运算器实验ppt.ppt

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1、计算机组成原理课程设计实验一运算器实验包括3个实验：ALU运算进位控制移位控制实验台基本操作一、Yy-z02模型机系统的基本结构二、基本操作方法三、报警部件的作用一、Yy-z02模型机系统的基本结构存储器总线PC微机RS-232运算器寄存器报警中断输入输出主控器（微控）手动开关指令地址时钟逻辑分析及监测（单片机）返回二、基本操作方法1、理论学习：做实验之前，要认真学习各相关部件的工作原理。2、连线操作：短路器：用于把每个部件挂上总线BUS信号线：是每个部件的控制信号线，实验时需要手工连接。3、信号标识说明：3、开关、接线头附近信号标识说明：

2、单一用途信号：如双重用途信号：如表示该开关或信号有双重功能，在不同实验中起不同作用二、基本操作方法3、开关、接线头附近信号标识说明：双接线头信号：表示这个信号有两个接线头省略表示法：总线排接入方向：表示信号单向传输，表示信号双向传输二、基本操作方法返回三、报警部件的作用报警部件由一套监控电路组成，监视实验过程中总线上是否发生数据冲突：如果总线上发生数据冲突：发出报警信号没有数据冲突：不发报警信号返回实验1算术逻辑运算实验一、实验目的二、实验原理三、实验内容及要求四、实验步骤返回一、实验目的熟悉实验台结构及操作。掌握简单运算器的数据传送通路。

3、验证运算器功能发生器(74LS181)的组合功能。返回二、实验原理（一）实验原理逻辑框图（二）实验相关单元1、ALUUnit2、InputDevice3、BUSUnit4、ManualUnit5、ClockUnit返回（一）实验原理逻辑框图返回1、ALUUnit运算器构成：ALU：由2片74LS181芯片组成（8位）暂存器：由2片74LS273组成三态门：由74LS245组成标志产生及进位电路移位器：1片74LS299组成。返回运算器逻辑框图三态门运算器电路图运算器电路图返回0灭1亮Cy’Zi’Cn181DA1，DA2：两片74LS2737

4、4LS273：带清零端的8D寄存器MR：异步清零信号（－－接＋5V）CP：时钟脉冲（－－B-DA1、B-DA2）返回三态门：74LS24574LS245：8双向发送/接受器芯片DIR：控制数据传送方向是AB或BA使能信号E：控制数据是否传送。A－－74LS181的F端；B－－BUSDIR－－＋5V；E－－ALU－B＃返回ALU：74LS181×274LS181：4位算术逻辑运算单元特点：在扩展字长时，可作超前进位运算；32个运算功能（16种算术，16种逻辑运算）初始：ALU-B#=1，B-DA1=0，B-DA2=01、第一个操作数DA

5、1/DA22、第二个操作数DA2/DA13、M、S3~S0、Ci4、ALU-B#=0，结果FBUS控制ALU的工作过程返回标志位的产生进位标志Cy’产生方法：当进行算术加运算时，若74LS181的CN＋4信号＝0，则Cy’＝1；当进行算术减运算时，若74LS181的CN＋4信号＝1，则Cy’＝1；结果为零标志Zi’产生方法：当运算结果F为全零时，Zi’＝1；否则Zi’＝0。当进行逻辑运算(M=1)时，Cy’＝0,Zi’仍根据结果产生。标志位的控制FC和FZ的保存：2个触发器（在T4上跳沿打入）FC和FZ的指示灯：Cy、Zi，0灭1亮影响

6、标志位FC及FZ的控制方法：CyCn#=0或者CyNCn#=0：则FC＝Cy’，FZ＝Zi’；CyCn#＝CyNCn#=1：则FC、FZ不变；MANUALUNIT中的总清开关CLR：1→0→1时，FC和FZ清零运算器（最低位）进位的控制低位74LS181芯片的最低位进位Cn：Cn181Cn181的来源有2种：(0－有进位，1－无进位)上一次运算结果的FC（Cy）标志Ci（通过微码产生或者人为设置）Cn181的控制：CyCn＃＝1，则Cn181＝CiCyCn＃＝0，且Ci＝1，则Cn181＝CyCyCn＃＝0，且Ci＝0，则Cn181＝0（有

7、进位）带进位运算标志产生及进位控制逻辑表CyCn#CyNCn#CiCn181FC00X无意义无意义0100根据本次运算置位011Cy根据本次运算置位100Ci根据本次运算置位101Ci根据本次运算置位110Ci不变111Ci不变进位和标志位总结返回CyCnCynCn带进位加法（DA1加DA2加FC）不带进位加法（DA1加DA2加Ci）影响标志(Cy’→FC,Zi’→FZ)=01,Ci=1=10,Ci=0:有进位即加1Ci=1:无进位即加0不影响标志（FC和FZ不变）不能实现=11,Ci=0:有进位即加1Ci=1:无进位即加02、InputD

8、eviceUnitE#：控制将开关值数据总线I/O-R#：IO读信号（读开关值）Ai：I/O的端口地址只有当I/O-R#和Ai同时=0时E#打开，开关值BUS(D7~D0)2