组成原理实验报告(运算器、通用寄存器、移位寄存器)

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1、姓名学号1005170419班级计本1004班年级10级指导教师魏晋雁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、通用寄存器实验、移位寄存器实验实验室实验楼418实验日期2011/11/29、2011/12/2、2011/12/6实验一运算器实验一、实验目的1.掌握简单运算器的数据传输方式。2.验证运算功能发生器（74LS181）及进位控制的组合功能。二、实验要求完成不带进位和带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术逻辑单元的运用。三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如下图所示，其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的输出经过一个

2、三态门（73LS245）以8芯扁平线方式和数据总线相连，运算器的2个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273）锁存，锁存器的输入亦以8芯扁平线方式和数据总线相连，数据显示灯（BUSUNIT）已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。图1-1-1运算器原理图图中T2、T4为时序电路产生的节拍脉冲信号，通过连接时序启停单元时钟信号“”来获得，剩余均为电平控制信号。进行实验时，首先按动位于本实验装置右中侧的复位按钮使系统进入初始待令状态，在LED显示器闪动位出现“P·”状态下，按动【增址】命令键使LED显示器自左向右第4位切换到提示符“L”，表示本装置已进入手动单元实验状态，在该状下按动【单步

3、】命令键，即可获得实验所需的单脉冲信号，而LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B、S3、S2、S1、S0、CN、M各电平控制信号用位于LED显示器上方的26进位二进制开关来模拟，均为高电平有效。四、实验连线图1-1-2实验连线示意图按上图所示，连接实验电路：①总线接口连接：用8芯片平线连接图中所有标明“”或“”图案的总线接口。②按制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图中所有标明“”或“”图案的插孔。五、实验内容及结果分析实验内容：（一）算术运算实验⑴写操作（置数操作）拨动二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数，具体操作步骤如下：注：【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T

4、4四拍单周期脉冲⑵读操作（运算寄存器内容送总线）首先关闭数据输入三态控制端(SW-B=0)，存储器控制端CE保持为0，令LDDR1=0、LDDR2=0，然后打开ALU输出三态门(CBA=010)，置M、S0、S1、S2、S3为11111，再按【单步】键，数据总线单元显示DR1的内容，若把M、S0、S1、S2、S3置为10101，再按【单步】键，数据总线单元显示DR2的内容。⑶算术运算（不带进位加）置CBA=010，CN、M、S0、S1、S2、S3状态为101001，按【单步】键，此时数据总线单元应显示00001100（0CH）。（二）进位控制实验进位控制运算器的实验原理如实验四图2-4-

5、1所示，其中181的进位位进入74LS74锁存器D端，该端的状态锁存受AR和T4信号控制，其中AR为进位位允许信号，高电平有效；T4为时序脉冲信号，当AR=1时在T4节拍将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中，实现带进位控制实验。(1)进位位清零操作在“L”状态下，按动【复位】按钮，进位标志灯CY“灭”，实现对进位位的清零操作。（当进位标志灯“亮”时，表示CY=1）。(2)用二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数首先关闭ALU输出三态门(CBA=000)、CE=0，开启输入三态门(SW-B=1)，设置数据开关，向DR1存入01010101(55H)，向DR2存入10101010(AAH

6、)。操作步骤如下：注：【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲⑶验证带进位运算的进位锁存功能关闭数据输入三态门(SW-B=0)、CE=0，使CBA=010，AR=1，置CN、M、S0、S1、S2、S3的状态为101001，按【单步】键，此时数据总线单元显示的数据为DR1加DR2，若进位标志灯CY“亮”，表示有进位；反之无进位。（三）逻辑运算实验⑴写操作（置数操作）拨动二进制数据开关向DR1和DR2寄存器置数，具体操作步骤如下：注：【单步】键的功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲⑵读操作（运算寄存器内容送总线）首先关闭数据输入三态控制端(SW-B=0)，存储器控

7、制端CE保持为0，令LDDR1=0、LDDR2=0，然后打开ALU输出三态门(CBA=010)，置M、S0、S1、S2、S3为11111，再按【单步】键，数据总线单元显示DR1的内容，若把M、S0、S1、S2、S3置为10101，再按【单步】键，数据总线单元显示DR2的内容。(1)逻辑或非运算逻辑或非运算的方法是置CBA=010，M、S0、S1、S2、S3状态为11000，按【单步】键，此时数据总线单元应显示00011000（18H