实验二算术逻辑运算实验报告

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1、计算机组成原理实验报告专业：计算机+自动化姓名：桑超强(201126100416)陆黎明(201126100412)实验二算术逻辑运算实验一、实验目的：•了解运算器的组成结构•掌握运算器的工作原理•掌握简单运算器的数据传输通路•验证运算功能发生器74LS181的组合功能二、实验设备•TDN-CM++教学实验系统一套三、实验原理1、运算器芯片(74LS181)的逻辑功能74LS181是一种数据宽度为4个二进制的多功能运算器芯片，封装在24引脚的封装壳中，封装型式如图2.1所示。BOA0S3S2S1SOCnMFOHF2GND图2.174LS181封装图主要引

2、脚有：(1)A0-A3：第一组操作数据输入端。(2)B0-B3：第二组操作数据输入端。（3）F0-F3：操作结果数据输出端。（4）S0-S3：操作功能控制端。（5）Gt；低端进位接收端。（6）Cn4：高端进位输出端。（7）M：算术/逻辑功能控制端。_芯片的逻辑功能见表2.1。从表中可看到当控制端S0-S3为1001、M为0、◎为1时，操作结果数据输出端F0-F3上的嘤等于笫一组操作数据输入端A0-A3上的数据加笫二组操作数据输入端B0-B3上的数据。当S0-S3、M、石上的控制信号电平不同时，74LS181芯片完成不同功能的逻辑运算操作或算术逻辑运算。在

3、加法运算操作时，&、而进位信号低电平有效；减法运算操作时，&、而借位信号高电平有效；而逻辑运算操作时，&、而进位信号无意义。表2.1功能选择输入.输出关系S3S2SIS0M=H逻辑运算M=L算术运算Cn=H&二L0000F刁F二AF=A加10001f=A+BF二A+BF=A+B加10010F二F二A+EF=A+亍加10011F二0F二0-1F二00100f=A^BF二A加A*万F=A加A*^加10101F二万F=A+B加A*BF二A+B加A*B加10110F二A㊉BF二A减B减1F二A减B0111F=A*gF=(A*^)减1F二A*万1000F立+BF二

4、A+(A*B)F二A加(A*B)加11001f=a®bF二A加BF=A加B加11010F二BF=（A+万）加（A*B）F=（A+万）加（A*B）力1111011F=A*BF=A*B加1F二A*B1100F二1F二A加AF二A加A加11101F=A+gF=(A+B)加AF=(A+B)加A加11110F二A+BF=(A+万)加AF二（A+万）加A加11111F二AF二A减1F二A图2.1数据逻辑运算部件原理图2、运算器实验逻辑电路试验台运算器实验逻辑电路中，两片74LS181芯片构成一个长度为8位的运算器，两片74LS373分别作为第一操作数据寄存器和第二操

5、作数据寄存器，一片74LS245作为操作结果数据输出缓冲器，逻辑结构如图2.2所示。图中算术逻辑操作时仅为Cy判别进位只是电路；判零Zi和零标志电路指示电路。第一操作数据由B-DA1(BUSTODATA1)负脉冲控制信号送入名DA1的第一操作数据寄存器，第二操作数据由B-DA2(BUSTODATA2)负脉冲控制信号送入名为DA2的第二操作数据寄存器。74LS181的运算结果数据由ALU_B(ALUTOBUS)低电平控制信号送总线。S0-S3、H芯片模式控制信号同时与两片74LS181色SO-S3、M端相连，保证二者以同一工作模式工作。实验电路的地端进位接

6、收Ci与低4位的74LS181的石相连，用于接收外部进位信号。低4位74LS181的d与高4位74LS181的石上相连，实现高、低4位之间进位信号的传递。高4位74LS181的而送进位Cy判别和进位指示电路。四、实验内容1、连线STATEUNITKKc2‘■」O图2.2实验连线图•按照上图进行实验连线;2、数据送入过程(1)把开关IO—R、IO-W.B-DAKB-DA2.ALU-B拨上，确保为高电平，使这些信号出于无效状态。（2）在输入数据的开关上拨号输入数据代码，如“00010001”，即16进制数11H（3）把输入控制信号莎怎开关拨下成低电平。这时总

7、线上显示的状态与输入数据一致。（4）把第一组数据输入控制信号B-DA1的开关拨动一次，即实现“0-1-0”,产生一个负脉冲,作用是把数据11H送第一数据寄存器DA1中。3、数据输出过程（1）为了检验数据送入的正确性，现把DA1中的内容送到总线上。（2）把输入数据的开关上的输入数据代码拨成00H,与刚才送笫一数据寄存器DA1的数据区分开。（3）把输入控制信号莎正开关拨上成高电平无效，这时总线上的状态应该与输入数据无关，显示为FFHo（4）把74LS181功能控制端S3-S0设置为1111,M为1,参照74LS181逻辑功能表，其输出数据F等于第一组数据输入

8、端A,即DA1上的数据（5）把ALU-B控制信号拨成低电平,可以看到第四数据寄存