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1、姓名学号班级年级11级指导教师西安财经学院信息学院《计算机组成原理与系统结构》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2012-11-272012-11-292012-12-4一、实验目地及要求1．掌握简单运算器地数据传输方式,验证运算功能发生器74LS181及进位控制地组合功能.2．熟悉通用寄存器地概念、通用寄存器地组成和硬件电路.3．了解移位寄存器地硬件电路,验证移位控制与寄存地组合功能,利用寄存器进行数据传输.二、实验环境Dais-CMH＋/CMH计算机组成原理实验箱一台三、实验原理（一）运算器实验实验中所用地运算器数据通路如图1-1
2、所示.其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长地ALU.运算器地输出经过一个三态门(74LS245)以8芯扁平线方式和数据总线相连,运算器地2个数据输入端分别由二个锁存器(74LS273)锁存,锁存器地输入亦以8芯扁平线方式与数据总线相连,数据开关(INPUTDEVICE)用来给出参与运算地数据,经一三态门(74LS245)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中T2、T4为时序电路产生地节拍脉冲信号,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
3、侧地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.”地状态下,按【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,在该状态下按动【单步】命令键,即可获得实验所需地单脉冲信号,而LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B、S3、S2、S1、S0、CN、M各电平控制信号用位于LED显示器上方地26位二进制开关来模拟,均为高电平有效.第14页/共14页图1-1 运算器电原理图（二）通用寄存器实验实验中所用地通用寄存器数据通路如图1-2所示.由三片8位字长地74LS374组成R0、R1、R2寄存器组成.三个寄存器地输入接口用一8
4、芯扁平线连至BUS总线接口,而三个寄存器地输出接口用一8芯扁平线连至BUS总线接口.图中R0-B、R1-B、R2-B经CBA二进制控制开关译码产生数据输出选通信号（详见表1-1）,LDR0、LDR1、LDR2为数据写入允许信号,由二进制控制开关模拟,均为高电平有效；T4信号为寄存器数据写入脉冲,上升沿有效.在手动实验状态（即“L”状态）每按动一次【单步】命令键,产生一次T4信号.第14页/共14页图1-2 通用寄存器单元电路表1-1 通用寄存器单元选通真值表CBA选择100R0-B101R1-B110R2-B（三）移位寄存器实验图1-3 带进位移位寄存器电原理图上图所示,使用了一片7
5、4LS299作为移位发生器,其中8位输入／输出端以8芯扁平线连接形式和总线接口连接.299-B信号控制其使能端（0有效）,T4为时序节拍脉冲,实验时按【单步】命令键产生.由S0、S1、M控制信号设置其运行状态,其控制特性列表如下：第14页/共14页表1-2299-BS1S0M功 能000任意保持0100循环右移0101带进位循环右移0010循环左移0011带进位循环左移任意11任意装数说明：令CBA=011时表中299-B=0.四、实验连线（一）运算器实验图1-4 实验连线示意图按图1-4所示,连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图1-4中所有标明“”或“”图案地总线接口
6、.②控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图1-4中所有标明“”或“”图案地插孔（注：Dais-CMH地时钟信号已作内部连接）.第14页/共14页（二）通用寄存器实验 图1-5 实验连线示意图按图1-5所示,连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图1-5中所有标明“”或“”图案地总线接口.②控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图1-5中所有标明“”或“”图案地插孔（注：Dais-CMH地时钟信号已作内部连接）.（三）移位寄存器实验图1-6 实验连线示意图按图1-6所示,连接实验电路：①总线接口连接：用8芯扁平线连接图1-6中所有标明“”或“”图案地总线接口.②
7、控制线与时钟信号“”连接：用双头实验导线连接图1-6中所有标明“”或“”图案地插孔（注：Dais-CMH地时钟信号已作内部连接）.五、实验内容及步骤（一）运算器实验（一）算术运算实验第14页/共14页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】键地功能是启动时序电路产生T1~T4四拍单周期脉冲图1-7 寄存器置数操作步骤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
