硬件实验报告软件1404周宏

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1、本科实验报告课程名称：计算机硬件技术基础实验项目：运算器运用汇编语言程序设计实验地点：软件楼专业班级：软件1404学号:2014005613学生姓名：指导教师：高劲松2016年06月08日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1404班学号2014005613学纶姓名周宏实验F1期2016.06.01成绩课程名称计算机硬件技术基础实验题目运算器实验、实验目的和要求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

2、算术运算操作和逻辑运算操作的貝体实现过程。二、实验内容和原理实验原理算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS181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，高电平方式采用原码输入输出，低电平方式采用反码输入输出，这里采用高电平方式。三态

3、'174LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制，ALU-G为“0”时,三态门开通，此时其输出等于其输入;ALU-G为“1”时,三态门关闭,此时其输出呈高阻。

4、四片74LS273作为两个16数据暂存器，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，总线上的数据被送入暂存器保存。运算器的结构见图1-1：数据总、线（D_BUS）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）0

5、000F=/AF=AF=A加10001F=/(A+B)F=A+BF=(A+B)加10010F=/A*BF二A+/BF=(A+/B)加10011F=0F=-lF=00100F=/(A*B)F=A加A*/BF=A加A*/B加10101F=/BF=(A+B)加A*/BF=(A+B)加JA*/B加10110F=(/A*B+A*/B)F=A减B减1F=A减B0111F=A*/BF=A*/B减1F=A*/B1000I-/A+BF=A加A*BF=A加A*B加11001F二/(/A*B+A*/B)F=A加BF=A加B加11010卜二

6、BF二(A+/B)加A*BF=(A+/B)加A*B加11011F二A*BF=A*B减1F=A*B1100F=1F二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二A减1F=A74LS181的功能控制条件由S3、S2、SI、SO、M、Cn决定。高电平方式的74LS181的管脚分配和引出端功能符号见图1-2OB1_124_1VccA二223二］AiSo13221B1Si1421—1A2S21_520二B2S3二

7、619二］A3Cn1718~1BsM1817_1FgFn1_916二C0n+4Fi11015二Fpb'21_11141Fa=bGNDI_1213_1F3a0~a3运算数输入端（低电平有效）B°~Bs运算数输入端（（氐电平有效）On进位输入端COnK进位输出端F厂巳运算输出端（低电平有效）Fg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三、主要仪器设备实验使用EL-JY-IT空计算机组成原理实验挂箱一组连接线四、操

8、作方法与实验步骤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，对于横排廉，皿使排线插头上的箭头面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。运算器接口S3S2SlS()MCnALU-GARLDR1LDR2▲>

9、BDI5BPS数据总线

10、BD7BDO

11、C-GS3S2SlS0MCnALU-GARLDR1DIJIDIJ-GA丽数据输入电路控制开关电路控制总线T41nLDR2_T+finf8脉冲及时序电路图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

12、：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”状态（所对应的指示灯亮）。本实验中所冇控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。本实验中ALU-G和C-G不能同吋为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CL