计算机组成原理--实验四移位控制实验.doc

《计算机组成原理--实验四移位控制实验.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验四移位控制实验一、实验目的（1）了解移位寄存器芯片(74LS299)的逻辑功能。（2）掌握移位寄存器数据的载入、左移、右移的方法。（3）掌握移位寄存器工作模式的设置，观察在不同工作模式下移位寄存器的逻辑功能。二、实验原理移位操作时算术逻辑运算部件ALU众多操作中的一种，74LS181算数逻辑运算芯片不带位移功能，需要在其他芯片的配合下才能实现移位操作。实验台选用74LS299作为移位部件，与74LS181组成具有移位功能的算术逻辑运算部件(ALUUNIT)。移位操作有很重要的逻辑意义，对一个数据左移一个二进制位就相当于进行了一次乘2操作(Si+1=Si×2)，左移和算

2、数加结合可实现算数乘操作；右移一个二进制位就相当于进行了一次除2操作(Si+1=Si÷2)，右移和算数减的结合可实现算数除操作。1.芯片74LS299的逻辑功能4LS299是一种数据宽度为8为的多功能移位寄存器芯片，片内含有8为寄存器D7—D0，与普通寄存器芯片不同之处是D7—D0与I/O6—I/O0除了一一对应输出外还可有左右移位输出。左移时D0对应I/O1、D1对应I/O2……以此类推；右移时D7对应I/O6、D6对应I/O5……也以此类推。对于输出、左右移位输出功能的选择，由S1、S0的功能控制端决定。芯片封装在具有20引脚的封装壳中，封装型式见图2-5。图2-57

3、4LS29974LS299芯片的主要引脚有：（1）IO7—IO0：数据输入/输出端，芯片的输入/输出共用一个引脚，不同于74LS181输入、输出端引脚是分开的。（2）S0、S1：功能控制端，控制左移、右移等逻辑功能。（3）OE1、OE2：输出使能端，低电平时，IO7-IO0处于输入状态，高电平时，IO7-IO0处于输入状态。（4）CP：时钟输入端，数据的输入、位移需要在时钟脉冲的同步控制下动作。（5）M:清零端，低电平有效，清零位移寄存器。（6）Q7：高位左移输出，左移时接受D7的信号。（7）Q0：低位右移输出，右移时接受D0的信号。（8）SL：高位左移输入端，左移时向D

4、0送入信号。（9）SR：低位右移输入端，右移时向D7送入信号。74LS299芯片的逻辑功能见表2-5，如表中所示，当S1S0=01，M=1、CP信号上升沿时，实现左移输出。表2-574LS299芯片逻辑功能表2.位移实验逻辑电路位移实验逻辑电路由一片74LS299芯片、CY标志触发器和逻辑门构成，具有不带CY的循环右移、带CY的循环右移、具有不带CY的循环左移、带CY的循环左移4条循环位移环路，电路逻辑如图2-6所示。电路中CY标志寄存器的功能不再是实验二、实验三中74LS181算术逻辑运算的进位/借位标志，而是循环移位电路的一部分。带CY的循环移位是8个数据位和1个CY

5、位构成的循环移位；不带CY的循环移位仅仅是8个数据位构成的循环移位。不同循环移位形式的图示说明表见表2-6。—————移位实验电路用M、S1、S0、299-B、T4脉冲共5个控制信号实现直接数据输出、不带CY的循环右移输出、带CY的循环右移输出、不带CY的循环左移输出、带CY的循环左移输出、从总线（BUS)装入数据等逻辑操作。每次操作完成上述6种功能的1种，不同操作的组合可实现不同的移位结果，电路的逻辑控制状态见表2-7。三、实验过程1.连线（1）连接实验一（输入、输出实验）的全部连线。—————（2）按实验逻辑原理图连接299-B、S1、S0、M4根电平控制信号线。（3

6、）连接时钟单元（CLOCKUNIT)与微程序控制单元（MAINCONTROLUNIT)的T4。2.数据载入操作过程（1）把有关手动控制开关全部拨到高电位，即处于无效状态，把时钟单元的时钟信号方式开关设在“STEP”状态。（2）拨动一下C(—)L(—)R(—)开关，既实现“1-0-1”，产生一个清除脉冲，清除可能存在的CY标志显示。（3）把输入数据开关上拨一个实验数据，如“00000001”，即16进制的01H。（4）把I(—)O(—)-(—)R(—)控制开关拨下，实验数据送到总线。（5）查表2-5，载入M、S1、S0为111，按一下时钟单元的“START”按钮，发一个T4

7、信号，把实验数据送入299芯片。（6）把输入数据开关上的实验数据拨乱，I(—)O(—)-(—)R(—)控制开关拨上，断开总线与输入数据开关的联系，这时总线上的数据应为“11111111”。（7）查表2-5，直接输出数据M、S1、S0为100，把信号拨成0,229内部数据送总线，这时总线上的数据应为初始实验数据“00000001”。3.数据左移操作过程（1）按表2-5把S1、S0拨成0、1，其他不动，按一下时钟单元的“START”按钮，发一个T4信号，数据左移一位输出到总线，显示为“00000010”。（2）第2次按“START