计算机组成原理实验报告

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1、数学与计算机学院计算机组成原理实验报告课程名称:计算机组成原理实验课程代码:年级:2012级专业:软件工程姓名:吴海燕指导教师:牟行军完成地点：计算机组成原理实验室完成日期：2102年6月6日20_13_学年至20_14_学年度第_2学期实验一算术逻辑运算单元实验一、实验目的1.掌握简单运算器的数据传输方式2.掌握74LS181的功能和应用二、实验要求完成不待进位位算术运算，逻辑运算实验。按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程。三、实验说明（一）ALU单元实验构成（如图3）1．运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元2．2片74LS373作为2个

2、数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-OUT作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。3．运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。图3算术逻辑单元布局图图4算术逻辑单元原理图（一）ALU单元的工作原理（如图4）数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线上的数据打入锁存器DR1。同样，使EDR2为低电平，并且D2CK有上升沿时，把来自数据总线上的数据打入锁存器DR2。算术逻辑运算单元的核心是由2片74L

3、S181构成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。由于DR1、DR2已经把数据锁存，只要74LS181的控制信号不变，那么74LS181的输出数据也不会发生改变。输出缓冲器采用74LS244，当控制信号ALU-O为低电平时，74LS244导通，把74LS181的运算结果输出到数据总线；ALU-O为高电平时，74LS244的输出为高阻。（二）控制信号说明信号名称作用有效电平EDR

4、1选通DR1寄存器低电平有效EDR2选通DR2寄存器低电平有效D1CKDR1寄存器工作脉冲上升沿有效D2CKDR2寄存器工作脉冲上升沿有效S0~S374LS181工作方式选择M选择逻辑或者算术运算CN有无进位输入CCK进位寄存器的工作脉冲上升沿有效ALU-O74LS181计算结果输出至总线低电平有效一、实验步骤（一）逻辑或运算实验1．把ALU-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上的二进制开关单元中J1插座相连（对应二进制开关H16~H23）,把ALU-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ2相连。2．把D1CK和D2CK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、ED

5、R2、ALU-O、S0、S1、S2、S3、CN、M接入二进制开关（请按下表接线）信号定义接入开关位号D1CKPLS1孔D2CKPLS1孔EDR1H8孔EDR2H7孔ALU-OH6孔CNH5孔MH4孔S3H3孔S2H2孔S1H1孔S0H0孔3．按启停单元中的运行按钮，使实验机处于运行状态。4．二进制开关H16~H23作为数据输入，置33H（对应开关如下表）H23H22H21H20H19H18H17H16数据总线值D7D6D5D4D3D2D1D08位数据0011001133H置各控制信号如下：H8H7H6H5H4H3H2H1H0EDR1EDR26ALU-OCNMS3S2S1S0

6、0101111101．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把33H打入DR1数据锁存器，通过逻辑笔来测量确定DR1寄存器（74LS373）的输出端，检验数据是否进入DR1中。2．二进制开关H16~H23作为数据输入，置55H（对应开关如下表）。H23H22H21H20H19H18H17H16数据总线值D7D6D5D4D3D2D1D08位数据0101010155H置各控制信号如下：H8H7H6H5H4H3H2H1H0EDR1EDR26ALU-OCNMS3S2S1S01001111103．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D2CK上产生一个上升沿，把55

7、H打入DR1数据锁存器。$经过74LS181的计算，把运算结果输出到数据总线上，数据总线上的LED显示灯IDB0~IDB7应该显示为77H。（一）不带进位位加法运算实验1．二进制开关H16~H23作为数据输入，置33H（对应开关如下表）。H23H22H21H20H19H18H17H16数据总线值D7D6D5D4D3D2D1D08位数据0011001133H置各控制信号如下：H8H7H6H5H4H3H2H1H0EDR1EDR26ALU-OCNMS3S2S1S00101010012．按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D