計(jì)算機(jī)組成原理運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)-算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗(yàn)

-.z.實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)—算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解運(yùn)算器的組成原理。2、掌握運(yùn)算器的工作原理。3、掌握簡單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路。4、驗(yàn)證運(yùn)算功能發(fā)生器〔74LS181〕的組合功能。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備TDN-CM++計(jì)算機(jī)組成原理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套，導(dǎo)線假設(shè)干。實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)中所用的運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路如圖1-1所示。其中兩片74LSl81以串行方式構(gòu)成8位字長的ALU，ALU的輸出經(jīng)過一個(gè)三態(tài)門(74LS245)和數(shù)據(jù)總線相連。三態(tài)門由ALU-R控制，控制運(yùn)算器運(yùn)算的結(jié)果能否送往總線，低電平有效。為實(shí)現(xiàn)雙操作數(shù)的運(yùn)算，ALU的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端分別由二個(gè)鎖存器DR1、DR2〔由74LS273實(shí)現(xiàn))鎖存數(shù)據(jù)。要將數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到DRl、DR2中，鎖存器的控制端LDDR1和DDR2必須為高電平，同時(shí)由T4脈沖到來。數(shù)據(jù)開關(guān)("INPUTDEVICE")用來給出參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)，經(jīng)過三態(tài)(74LS245〕后送入數(shù)據(jù)總線，三態(tài)門由SW—B控制，低電平有效。數(shù)據(jù)顯示燈("BUSUNIT")已和數(shù)據(jù)總線相連，用來顯示數(shù)據(jù)總線上的內(nèi)容。圖中已將用戶需要連接的控制信號(hào)用圓圈標(biāo)明(其他實(shí)驗(yàn)一樣，不再說明)，其中除T4為脈沖信號(hào)外，其它均為電平信號(hào)。由于實(shí)驗(yàn)電路中的時(shí)序信號(hào)均已連至"W／RUNIT〞的相應(yīng)時(shí)序信號(hào)引出端，因此，在進(jìn)展實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需將"W／RUNIT"的T4接至"STATEUNIT〞的微動(dòng)開關(guān)KK2的輸入端，按動(dòng)微動(dòng)開關(guān)，即可獲得實(shí)驗(yàn)所需的單脈沖。ALU運(yùn)算所需的電平控制信號(hào)S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDRl、LDDR2、ALU-B、SW-B均由"SWITCHUNIT〞中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)開關(guān)來模擬，其中Cn、ALU—B、SW一B為低電平有效LDDR1、LDDR2為高電平有效。對(duì)單總線數(shù)據(jù)通路，需要分時(shí)共享總線，每一時(shí)刻只能由一組數(shù)據(jù)送往總線。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．輸入數(shù)據(jù)通過三態(tài)門74LS245后送往數(shù)據(jù)總線，在數(shù)據(jù)顯示燈和數(shù)碼顯示管LED上顯示。2．向DRl(或DR2)中置數(shù)，經(jīng)ALU直傳后，經(jīng)過三態(tài)245送入數(shù)據(jù)總線，在數(shù)據(jù)顯示燈和數(shù)碼顯示管LED上顯示3．將輸入DRl和DR2中的兩個(gè)數(shù)進(jìn)展算術(shù)邏輯運(yùn)算，驗(yàn)證AlU的功能，結(jié)果在數(shù)據(jù)顯示燈和數(shù)碼顯示管LED上顯示。實(shí)驗(yàn)步驟1、輸入數(shù)據(jù)通過三態(tài)門74LS245后經(jīng)過數(shù)據(jù)總線在數(shù)據(jù)顯示燈和數(shù)碼顯示管LED上直接顯示按下列圖連接實(shí)驗(yàn)線路，仔細(xì)查線無誤后，接通電源。用二進(jìn)制數(shù)碼開關(guān)輸入數(shù)據(jù)65H，觀察總線數(shù)據(jù)顯示燈和LED燈的變化。設(shè)置：EQ\o\ac(○,1)SW-B=1；EQ\o\ac(○,2)從輸入開關(guān)輸入：01100101；EQ\o\ac(○,3)翻開三態(tài)門SW-B=0；EQ\o\ac(○,4)數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LED-B=0，發(fā)W/R脈沖。觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2.向DRl(或DR2)中置數(shù)，經(jīng)ALU直傳后，經(jīng)過三態(tài)245送入數(shù)據(jù)總線，在數(shù)據(jù)顯示燈和數(shù)碼顯示管LED上顯示。重新連接電路，仔細(xì)檢查無誤之后，接通電源。向DR1和DR2存放器中置入數(shù)據(jù)65H和A7H。流程為：存放器DR2(10100111)翻開三態(tài)門數(shù)據(jù)開關(guān)〔10100111〕翻開三態(tài)門存放器DR1(01100101)存放器DR2(10100111)翻開三態(tài)門數(shù)據(jù)開關(guān)〔10100111〕翻開三態(tài)門存放器DR1(01100101)數(shù)據(jù)開關(guān)〔01100101〕EQ\o\ac(○,1)使SWITCHUNIT單元中的開關(guān)SW-B=1；EQ\o\ac(○,2)從輸入開關(guān)輸入：01100101〔數(shù)據(jù)顯示：燈亮為0，燈不亮為1。下同〕；EQ\o\ac(○,3)使開關(guān)SW-B=0；EQ\o\ac(○,4)設(shè)置LDDR1=1、LDDR2=0。EQ\o\ac(○,5)將數(shù)據(jù)打入DR1[按KK2發(fā)F4脈沖]，將總線上得數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LED-B=0。、用輸入開關(guān)向存放器DR2置數(shù).。EQ\o\ac(○,1)使SWITCHUNIT單元中的開關(guān)SW-B=1； EQ\o\ac(○,2)從輸入開關(guān)輸入：10100111；EQ\o\ac(○,3)使開關(guān)SW-B=0；EQ\o\ac(○,4)設(shè)置LDDR1=0、LDDR2=1。EQ\o\ac(○,5)將數(shù)據(jù)打入DR2[按KK2發(fā)F4脈沖]，將總線上得數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LED-B=0。、檢驗(yàn)輸入DR1和DR2存放器中的數(shù)據(jù)是否正確。1、關(guān)閉三態(tài)門：SW-B=1，關(guān)閉暫存器的輸入：LDDR1=0、LDDR2=0。2、翻開ALU輸出三態(tài)門：ALU-B=0，設(shè)置運(yùn)算器直傳形式S3S2S1S0M為11111。3、將總線上的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LED-B=0，發(fā)W/R脈沖。4、觀察結(jié)果〔即DR1中的數(shù)據(jù)〕。5、再次關(guān)閉三態(tài)門：SW-B=1。翻開ALU輸出三態(tài)門：ALU-B=0。6、設(shè)置運(yùn)算器直傳形式S3S2S1S0M為10101。7、將總線上的數(shù)據(jù)在數(shù)碼管上顯示：LED-B=0，發(fā)W/R脈沖。觀察結(jié)果〔即DR2中的數(shù)據(jù)〕。將輸入DR1和DR2中的兩個(gè)數(shù)進(jìn)展算術(shù)邏輯運(yùn)算，驗(yàn)證ALU的功能，結(jié)果在數(shù)據(jù)顯示燈和數(shù)碼顯示管LED上顯示。、保持中數(shù)據(jù)不變，假設(shè)不知道中是否有數(shù)據(jù)，可按實(shí)驗(yàn)步驟2中得〔3〕去檢查。通過"SWITCHUNIT〞改變開關(guān)S3，S2，S1，S0，Cn，M的值，可將兩數(shù)進(jìn)展不同的運(yùn)算。例如：設(shè)置S3S2S1S0CnM=10010，運(yùn)算器進(jìn)展加法運(yùn)算，設(shè)置S3S2S1S0CnM=01100，運(yùn)算器進(jìn)展減法運(yùn)算。最后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果填寫下表：DR1DR2S3S2S1S0M=0(算術(shù)運(yùn)算)M=1〔邏輯運(yùn)算〕Cn=1無進(jìn)位Cn=0有進(jìn)位656565A7A7A70000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111F=(65)F=(E7)F=(7D)F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=(66)F=(E8)F=(7E)F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=(9A)F=(18)F=(82)F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()F=()實(shí)驗(yàn)結(jié)果在實(shí)驗(yàn)步驟1第〔3〕步觀察到的結(jié)果是亮、暗、暗、亮、亮、暗、亮、暗，即運(yùn)算器最后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是01100101，即LED顯示為65；在實(shí)驗(yàn)步驟2第〔3〕步觀察到的結(jié)果是亮、暗、暗、亮、亮、暗、亮、暗，即運(yùn)算器最后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是01100101，即LED顯示為65；在實(shí)驗(yàn)步驟2第〔3〕步觀察到的結(jié)果是暗、亮、暗、亮、亮、暗、暗、暗，即運(yùn)算器最后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是10100111，即LED顯示為A7；4、步驟3中的運(yùn)算結(jié)果如下：DR1DR2S3S2S1S0M=0(算術(shù)運(yùn)算)M=1〔邏輯運(yùn)算〕Cn=1無進(jìn)位Cn=0有進(jìn)位656565A7A7A70000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111F=(65)F=(E7)F=(7D)F=(FF)F=(A5)F=(27)F=(BD)F=(3F)F=(8A)F=(0C)F=(4C)F=(24)F=(CA)F=(4C)F=(E2)F=(64)F=(66)F=(E8)F=(7E)F=(00)F=(A6)F=(28)F=(BE)F=(40)F=(8B)F=(0D)F=(AD)F=(25)F=(CB)F=(4D)F=(E3)F=(65)F=(9A)F=(18)F=(82)F=(00)F=(dA)F=(58)F=(