组成原理实验指导书new1.docx

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1、实验一运算器实验一、实验目的1.掌握运算器的组成及工作原理；2.了解4位函数发牛器74LS181的组合功能，熟悉运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现过程；3.验证带进位控制的74LS181的功能。二、实验设备EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。三、预习要求1复习木次实验所川的各种数字集成电路的性能及工作原理；2预习实验步骤，了解实验中要求的注意Z处。四、实验原理运算器的结构框图如图1-1示。数据总线（D_BUS）算术逻辑单元ALU是运算器的核心。此处由四片74LS181（U7、U8、U9、U10）以并/帝形式构成16位运算器。它町以对两个16位二进制数进行多

2、种算术或逻辑运算，74LS181有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，这里采川高电平方式。算术逻辑单元ALU是74LS181的功能控制条件由S3、S2、SI、SO、M、Cn决定。高电平方式的74LS181的功能、管脚分配和引出端功能符号详见表1・1及图l-2c四片74LS273（U3、U4、U5、U6）构成两个16位数据暂存器,其控制信号分别为LDR1和LDR2,当LDR1和LDR2为高电平有效时,在T4脉冲的前沿，总线上的数据被送入暂存器保存。74LS273的悖脚分配和引出端功能符号详见图1-3两个三态门74LS244（Ull、U

3、12）作为运算器的输出缓冲器由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，此吋其输出呈高阻。其管脚分配和引出端功能符号详见图1-4074LS181功能表见表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,符号“加”表示算术加运算,符号“减”表示算术减运算。表1-174LS181功能表选择M=1逻辑操作M=0算术操作S3S2S1S0Cn=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*B

4、F=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A*/B加10110F=(/A*B+A*/B)F=A减B减1F=A减B()111F=A*/BF=A*/B减1F=A*/B1000F=/A+BF=A加A*BF=A加A*B加11001F=/(/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1o123n-B-Assssc4012M-F-F_F*01234567891111-274LS181管脚分配及说明

5、CC——22$dGon+pTV-A-B-A_B-A-B-Fc-F-F-F2109876543111A111111111A2423A0~A3运算数输入端（低电平有效）Bo~B3运算数输入端（f氐电平有效）Cn进位输入端Co田进位输出端FgF?运算输出端（低电平有效）F^b比较输出端F&进位产生输出端（低电平有效）Fp进位传输输出端（低电平有效）M工作方式控制S厂気功能选择987654321111111111111111111二iiiCRW1D2D2Q3Q3D4D4QNDGccqddqqddqpV88776655C输入输出CRCPDQLxxLHtHHHtLLHLxQo1-3(a)74

6、LS273管脚分配图1-3(b)74LS273功能表1011F=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)加A加1111()F=A+BF=(A+/B)加AF=(A+/B)加A加11111F=AF=A减］F=AAYAYAYAYD18273645NG122021931841751611111占9O076**234511111vccENBlY8A2Y7A3Y6A4Y5A■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■输入输出ENAYLLLLHHHXZ-冋电十L-低电平X-任意Z-高阻图1-4(a)74LS2

7、44管脚分配图1・4(b)74LS244功能五、实验内容验证74181的算术逻辑运算功能（采用正逻辑），在指定LDR1、LDR2的収值情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，并和理论分析进行比较、验证。六、实验步骤说明：本次实验采用开关控制操作方式，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。）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”。1、按图1・5接线图接线：连线时应注意：为