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1、成绩:计算机原理实验室实验报告课程：计算机组成原理姓名：姜香玉专业：网络工程学号：132055２15日期：２０15年1２月太原工业学院计算机工程系实验一：运算器实验实验环境PC机＋Wiｎ2003+emu8086+prｏteus仿真器实验日期2015年、10一.实验内容1.熟悉ｐｒoteus仿真系统2.设计并验证4位算数逻辑单元得功能3.实现输入输出锁存4.实现8位算数逻辑单元二．理论分析或算法分析实验原理：算术逻辑运算单元得核心就是由74LＳ181构成，它可以进行二进制数得算术逻辑运算，７４ＬS1８1得各种工作方式可通过设置其控制信号来实现。当正确设置74ＬS1８1
2、得各个控制信号,74LＳ181会运算数据锁存器内得数据。由于数据锁存器已经把数据锁存，只要74ＬS1８１得控制信号不变，那么74LS１８1得输出数据也不会发生改变。输出缓冲器采用74LS245,当控制信号为低电平时,74ＬＳ24５导通，把７4LＳ１81得运算结果输出到数据总线，高电平时，７4LS245得输出为高阻.实验中所用得运算器数据通路如图所示.其中运算器由两片７4LS１81以并/串形式构成８位字长得ALＵ.运算器得输出经过一个三态门（７４ＬS245)以8芯扁平线方式与数据总线相连，运算器得２个数据输入端分别由二个锁存器（74LS2７3)锁存，锁存器得输入亦以８
3、芯扁平线方式与数据总线相连,数据开关(ＩＮPＵTDEVICＥ)用来给出参与运算得数据，经一三态门(７4ＬS2４5）以8芯扁平线方式与数据总线相连，数据显示灯（BUSUNIT）已与数据总线相连，用来显示数据总线内容.三.实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图与源程序列表等)实现电路图：1、设计并验证4位算数逻辑单元得功能2.实现8位算数逻辑单元四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇得问题及处理方法等)(一）验证了基本要求,实现了设计并验证4位算数逻辑单元、实现输入输出锁存、实现8位算数逻辑单元得功能、运行结果:图一图二:（二）思考问
4、题:单总线，双总线与三总线结构在设计上得异同答：单总线结构:对这种结构得运算器来说，在同一时间内,只能有一个操作数放在单总线上。为了把两个操作数输入到AＬＵ，需要分两次来做，而且还需要A,B两个缓冲寄存器。这种结构得主要缺点就是操作速度较慢。虽然在这种结构中输入数据与操作结果需要三次串行得选通操作,但它并不会对每种指令都增加很多执行时间。只有在对全都就是CＰU寄存器中得两个操作数进行操作时,单总线结构得运算器才会造成一定得时间损失。但就是由于它只控制一条总线,故控制电路比较简单。双总线结构：在这种结构中,两个操作数同时加到ＡＬU进行运算,只需一次操作控制，而且马上就
5、可以得到运算结果。两条总线各自把其数据送至ＡLＵ得输入端因而必须在ALU输出端设置缓冲寄存器。为此,操作得控制要分两步完成:（1）在ＡLU得两个输入端输入操作数，形成结果并送入缓冲寄存器；（２)把结果送入目得寄存器.三总线结构:在三总线结构中，ALU得两个输入端分别由两条总线供给,而ALＵ得输出则与第三条总线相连.这样,算术逻辑操作就可以在一步得控制之内完成。另外，设置了一个总线旁路器。如果一个操作数不需要修改，而直接从总线２传送到总线３,那么可以通过控制总线旁路器把数据传出；如需要修改，那么就借助于AＬU.五.结论完成了本次实验要求得设计并验证4位算数逻辑单元、实
6、现输入输出锁存、实现8位算数逻辑单元得实验内容。学会了如何使用proteus仿真系统，掌握了运算器工作原理,熟悉了算术运算得运算过程以及控制这种运算得方法。实验二:寄存器实验实验环境PC机+Win２003+ｅmｕ８０86＋ｐrｏteus仿实验日期20１5、10真器一.实验内容1.理解CPU运算器中寄存器得作用2.设计并验证寄存器组（至少四个寄存器)3.实现更多得寄存器(至少8个)二．理论分析或算法分析单元电路:实验中所用得寄存器数据通路如图所示.由74LS373组成寄存器组成。寄存器得输入接口用一８芯扁平线连至ＢUＳ总线接口，而寄存器得输出接口用一８芯扁平线连至ＢU
7、S总线接口.经CBＡ二进制控制开关译码产生数据输出选通信号，LDＲ0、LDR1、LＤＲ2为数据写入允许信号，由二进制控制开关模拟，均为高电平有效。三.实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图与源程序列表等)实验电路:1.设计并验证寄存器组2.扩展成四组（由于空间有限,只能实现两组）四.实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇得问题及处理方法等)（一)验证了基本要求，实现了设计并验证寄存器组(至少四个寄存器）、实现更多得寄存器（至少8个）得功能、运行结果：图一（二)思考问题：随着寄存器得增多,电路设计得复杂度就是什么比例增大答:在电路设
