大学硬件实验报告

《大学硬件实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、太原理工大学学生实验报告学院名称软件学院专业班级软件12-26??'J'2012(X)5733实验日期14-5-8学生姓名同组人姓名实验成绩课程名称硬件技术基础实验题日运算器实验【实验目的与要求】1.掌握运算器的组成、功能及工作原理；2.验证由74LS181组成的16位ALU的功能，进一步验证带初始进位的ALU的功能；3.熟悉运算器执行算术运算操作和逻辑运算操作的具体实现过程。【实验设备和环境】本实验使用EL-JY-II型计算机组成原理实验挂箱一组连接线。【实验内容】一.实验原理算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS1

2、81是4位ALU,四片74LS181以串行方式构成16位运算器。它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算，74LS181冇高电平和低电平两种工作方式，髙电平方式采用原码输入输出，低电平方式采用反码输入输岀，这里采用高电平方式。三态门74LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制，ALU-G为“0”时，三态门开通，此吋其输出等于其输入；ALU-G为“1”时，三态门关闭，此吋其输出呈高阻。四片74LS273作为两个16数据粋存器，其控制信号分别为LDR1和LDR2,当LDR1和LDR2为高电平冇效时，在T4脉冲的前沿，总线上

3、的数据被送入暂存器保存。运算器的结构见图1-1：图1-1运算器实验原理74LS181功能见表1-1,其中符号“+”表示逻辑“或”运算,符号“*”表示逻辑“与”运算，符号“/”表示逻辑“非”运算，汉字“加”表示算术加运算，汉字“减”表示算术减运算。表1-174LS181功能表选择M=1M=0算术操作S3S2S1SO逻辑操作Cn=l（无进位）Cn=0（有进位）0000F=/AF=AF=A加10001F=/(A+B)F=A+BF=(A+B)加10010F=/A：!：BF=A+/BF=(A+/B)加10011F=0F二一1F=00100F

4、=/(A*B)F=A加A*/BF=A加A*/B加10101F=/BF=(A+B)加A*/BF=(A+B)加A*/B加10110F=(/A*B+A*/B)F=A减B减1F=A减B0111F=A*/BF二A*/B减1F=A*/B1000F=/A+BF=A力

5、

6、A*BF=A加A*B加11001F二/(/A*B+A*/B)F=A加BF=A加B加11010F=BF=(A+/B)加A*BF=(A+/B)加A*B加11011F=A*BF=A*B减1F=A*B1100F=1F=A加AF=A加A加11101F=A+/BF=(A+B)加AF=(A+B

7、)加A加11110F=A+BF=(A+/B)加AF二(A+/B)加A加11111F=AF=A减1F=A74LS181的功能控制条件由S3、S2、S1、SO、M、6决定。高电平方式的74LS181的管脚分配和引出端功能符号见图1・2。24B11A1—223SoI322Si1421S21-520S31619Cn1718M1817Fo1916Fi1_1015F2二1114GNDI_1213V-AB-A_BA3B3FgC0n+4FpFa=bFsAo~A3运算数输入端（低电平有效）B°〜B3运算数输入端（f氐电平有效）Cn进位输入端COyt

8、H进位输出端F厂匕运算输出端（低电平有效）^A=B比较输出端fg进位产生输出端d氐电平有效）Fp进位传输输出端（低电平有效）M工作方式控制So~S3功能选择图1-274LS181的管脚分配和引出端功能二.实验步骤1.实验连线按图1・3接线图接线，连线时应注意：为了使连线统一，对于横排座，应使排线插头上的箭头而向口己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头而向左边插在竖排座上。图1一3运算器实验接线图2、通过数据输入电路的开关向两个数据暂存器中置数注意：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的ALU-G和C-G拨到输出高电平“1

9、”状态（所对应的指示灯亮）。木实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。本实验屮ALU-G和C-G不能同时为0,否则造成总线冲突，损坏芯片！故每次实验时应时刻保持只有一•路与总线相通。（1）拨动清零开关CLR,使其指示灯灭。再拨动CLR,使其指示灯亮。置ALU-G=1,关闭ALU的三态门；再SC-G=0：打开数据输入电路的三态门；（2）向数据暂存器LT1（U3、U4）中置数1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为要输入的数值；2）置LDRI=1：使数据暂存器LT1（U3、U4）的控制

10、信号有效，置LDR2=0：使数据暂存器ET2（U5、U6）的控制信号无效;3）按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】按钮，给暂存器LT1送时钟，上升沿有效，把数据存在LT1中。（3）向数据暂存器LT2（U5、U6）中置数1）设置数据输入电路的数据开关“