计算机组成原理课程设计指导书2015年14级

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1、计算机组成原理与接口技术课程设计实验报告学院：专业：班级：学号：姓名：评分：2016年1月6日15实验一验证74LS181运算和逻辑功能1、实验目的（1）掌握算术逻辑单元（ALU）的工作原理；（2）熟悉简单运算器的数据传送通路；（3）画出逻辑电路图及布出美观整齐的接线图；（4）验证4位运算功能发生器(74LS181)组合功能。2、实验原理ALU能进行多种算术运算和逻辑运算。4位ALU-74LS181能进行16种算术运算和逻辑运算。功能表如下：方式M=1逻辑运算M=0算术运算S3S2S1S0逻辑运算CN=1(无进位)CN=0(有进位)0000F=/AF=

2、AF=A加10001F=/(A+B)F=A+BF=(A+B)加10010F=(/A)BF=A+/BF=(A+/B)加10011F=0F=负1（补码形式）F=00100F=/(AB)F=A加A(/B)F=A加A/B加10101F=/BF=(A+B)加A/BF=(A+B)加A/B加10110F=AÅBF=A减B减1F=A减B0111F=A/BF=A(/B)减1F=A(/B)1000F=/A+BF=A加ABF=A加AB加11001F=/(AÅB)F=A加BF=A加B加11010F=BF=(A+/B)加ABF=(A+/B)加AB加11011F=ABF=AB减1

3、F=AB1100F=1F=A加AF=A加A加11101F=A+/BF=(A+B)加AF=(A+B)加A加11110F=A+BF=(A+/B)加AF=(A+/B)加A加11111F=AF=A减1F=A(上表中的“/”表示求反)ALU-74LS181引脚说明：M=1逻辑运算，M=0算术运算。引脚说明M状态控制端M=1逻辑运算；M=0算术运算。S3S3S1S1运算选择控制S3S3S1S1决定电路执行哪一种算术A3A2A1A1运算数1，引脚3为最高位B3B2B1B0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

4、信号Cn+4=0有进位；Cn+4=1无进位；F3F2F1F0F3F2F1F0运算结果，F3为最高位3、实验内容15电路如图2-1所示。图2-14位ALU验证电路示意图验证74LS181型4位ALU的逻辑算术功能，填写下表：S3S2S1S0数据1数据2算术运算（M=0）逻辑运算（M=1）CN=1(无进位)CN=0(有进位)0000AH5HF=AHF=BHF=5H0001AH5HF=FHF=0HF=0H0010AH5HF=AHF=BHF=5H0011AH5HF=FHF=0HF=0H0100FH1HF=DHF=EHF=EH0101FH1HF=DHF=EHF=

5、EH0110FH1HF=DHF=EHF=EH0111FH1HF=EHF=FHF=EH1000FHFHF=EHF=FHF=FH1001FHFHF=EHF=FHF=FH1010FHFHF=EHF=FHF=FH1011FHFHF=EHF=FHF=FH11005H5HF=AHF=BHF=FH11015H5HF=AHF=BHF=FH11105H5HF=4HF=5HF=5H11115H5HF=4HF=5HF=5H4.实验总结和心得：15实验二运算器（2）1.实验目的（1）熟练掌握算术逻辑单元（ALU）的应用方法；（2）进一步熟悉简单运算器的数据传送原理；（3）画出

6、逻辑电路图及布出美观整齐的接线图；（4）熟练掌握有关数字元件的功能和使用方法。（5）熟练掌握子电路的创建及使用。2.实验原理本实验仿真单总线结构的运算器，原理如图2-2所示。相应的电路如图2-3所示。电路图中，上右下三方的8条线模拟8位数据总线；K8产生所需数据；74244层次块为三态门电路，将部件与总线连接或断开，切记总线上只能有一个输入；两个74273层次块作为暂存工作寄存器DR1和DR2；两个74374层次块作为通用寄存器组（鉴于电路排列情况，只画出两个通用寄存器GR1和GR2，如果可能的话可设计4个或8个通用寄存器）；众多的开关作为控制电平或打

7、入脉冲；众多的8段代码管显示相应位置的数据信息；核心为8位ALU层次块。图2-2单总线结构的运算器示意图3.实验内容在Multisim画出电路图并仿真，完成如下操作。（1）说明整个电路工作原理。（2）说明74LS244N的功能及其在电路中作用，及输入信号G有何作用；（3）说明74LS273N的功能及其在电路中作用，及输入信号CLK有何作用；15（1）说明74LS374N的功能及其在电路中作用，及输入信号CLK和OC有何作用；（2）K8产生任意数据存入通用寄存器GR1。（3）K8产生任意数据存入通用寄存器GR2。（4）完成GR1+GR2→GR1。（5）完

8、成GR1-GR2→GR2。（6）完成GR1∧GR2→GR1。（7）完成GR1∨GR2→GR2。