组成原理汇编与接口技术实验指导书.docx

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1、《组成原理汇编和接口技术》实验指导书济源职业技术学院计算机系实验一：ALU单元实验1.1实验目的(1)了解运算器的组成结构。(2)掌握运算器的工作原理。(3)学习运算器的设计方法。(4)掌握简单运算器的数据传输通路。(5)验证运算功能发牛器74LS181的组成功能。1.2实验设备TDN-CM++教学实验系统一套。1.3实验原理魏据显亦灯实验中的运算器数据通路图如图1-1所示。图中所示的是由两片74LS181芯片以并/串形式构成的8位字长的运算器。右方为低4位运算芯片，左方为高4位运算芯片。低位芯片的进位输

2、出端C(n+4)与高位芯片的进位输入端Cn相连，使低4位运算产牛:的进位送高4位运算中。低位芯片的进位输入端Cn可与外来进位相连，高位芯片的进位输出引至外部。两个芯片的控制端S0-S3和M各自相连，其控制电平由表1-1给出。B7A7B0A0巴CN74LS245ALU-BCC1rCmF3-FOALU(181)CNMA3...AOB3...B0八八丿、八八八八八0Cm~1OF3...FBCNCmALU(181)nMA3...ADB3...B0、八八八八八IJ■Q0DOBULDDR1GT4LDDR2T4SW-B

3、GDR1D7三态门245Q7...Q403...Q0DR2(273)八D7...DO□dF-数据开关1-1运乳器通路图表1-1DR2DR1S3S2S1SOM=0（算术运算）M=1（逻辑运算）Cn=l无进位Cn=0有进位65A70010F=(65)F=(66)F=(9A)65A70001F=(E7)F=(E8)F=(⑻65A70010F=(7D)F=(7E)F=(82)0011F=()F=()F=()0100F=()F=()F=()0101F=()P=()F=()0110F=()F=()F=()0111F=

4、()P=()F=()1000F=()F=()F=()1001F=()P=()F=()1010F=()F=()F=()1011F=()P=()F=()1100F=()F=()F=()1101F=()F=()F=()1110F=()F=()F=()1111F=()F=()F=()为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DR1、DR2（用锁存器74LS273实现）來锁存数据。要将内总线上的数据锁存到DR1或DR2中，则锁存器74LS273的控制端LDDR1或LDDR2须为高电平。当T4脉冲

5、到来时，总线上的数据就被锁存进DR1或DR2中了。为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用741S245实现）。若耍将运算结果输出到总线上，则耍将三态门74LS245的控制端ALU-B置低电平。否则输出高阻态。数据输入单元（实验板上印有INPUTDEVICE）用以给出参与运算的数据。其屮，输入开关经过一个三态门（74LS245）和内总线相连，该三态门的控制信号SW-B取低电平时，开关上的数据就通过三态门而送入内总线中。总线数据显示灯（在BUSUNIT单元中）已与内总线相连，用来显

6、示内总线上的数据。控制信号中除T4为脉冲信号外，其他均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W/RUNIT”单元屮的相应时序信号引出端，因此，需要将“W/RUNIT”单元中的T4接至“STATEUNIT”单元中的微动开关KK2的输出端。在进行实验时，按动微动开关，即町获得实验所需耍的单脉冲。S3、S2、SI、SO、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU・B、SW-B各电平控制信号使用“SWITCHUNIT”单元屮的二进制数据开关来模拟，其屮Cn>ALU-B.SW-B为低电平有效，LDDR1、LD

7、DR2为高电平有效。对于单总线数据通路，做实验吋就要分吋控制总线，即当向DR1、DR2工作暂存器打入数据时，数据开关三态门打开，这时应保证运算器输出三态门关闭；同样，当运算器输出结果至总线时也应保证数据输入三态门是关闭状态。1.4实验步骤（1）按图1-2连接实验电路并检查无误。图中将用户需耍连接的信号线用小圆圈标明（其它实验相同，不再说明）。W/RUNITSTATEUNITT4KK2+□□nOALUUNITAUJ3ALU-BS3...CNLDDR1LDDR2111Q11LXJOB0B700匚□B7•••B

8、OBUSUNITD7DOSWJ3QQINPUTDEVICE11mS3•…CNLDDR1LDDR2SWITCHUNIT图1-2算术逻辑实验连接图（2）打开电源开关。（3）用输入开关向暂存器DR1置数。1）拨动输入开关形成二进制数01100101（或其它数值）。（数据显示:灯亮为0,灭为1）。2）使SWITCHUNIT单元中的开关SW-B=O（打开数据输入三态门）、ALU~B=1（关闭ALU输出三态门）、LDDR1=1>LDDR2