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[组成原理实验
本科学生实验报告( 一 ) 姓名 学院 专业 班级 实验课程名称 计算机组成原理 试验时间 2012 年 9 月 25 日指导教师及职称 实验成绩 开课时间 2012——2013 学年 第一 学期实验题目运 算 器 实 验小组合作是● 否○ 姓 名班 级学 号【实验一】算术逻辑运算实验:一、实验目的了解运算器的组成原理。掌握运算器的工作原理。掌握简单运算器的数据传送通路。 验证运算功能发生器74LS181 的组合功能。验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能。指定定数数据完成几种指定的算术运算。掌握静态随机存储器RAM工作特性及数据的读写方法。二、实验环境:CCT-IV计算机组成原理教学试验系统一台,排线若干。三、实验原理:【实验一】实验中所用的运算器数据通路如图1-1所示。其中两片74LSl81以串行方式构成8位字长的ALU,ALU的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连。三态门由ALU-R控制,控制运算器运算的结果能否送往总线,低电平有效。为实现双操作数的运算,ALU的两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2(由74LS273实现)锁存数据。要将数据总线上的数据锁存到DRl、DR2中,锁存器的控制端LDDR1和DDR2必须为高电平,同时由T4脉冲到来。数据开关(“INPUT DEVICE)用来给出参与运算的数据,经过三态(74LS245)后送入数据总线,三态门由SW—B控制,低电平有效。数据显示灯(“BUS UNIT)已和数据总线相连,用来显示数据总线上的内容。图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同,不再说明),其中除T4为脉冲信号外,其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”的相应时序信号引出端,因此,在进行实验时,只需将“W/R UNIT的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输入端,按动微动开关,即可获得实验所需的单脉冲。ALU运算所需的电平控制信号S3、S2、S1、S0 、Cn、M、LDDRl、LDDR2、ALU-B、SW-B均由“ SWITCH UNIT ”中的二进制数据开关来模拟,其中Cn、ALU—B、SW一B为低电平有效LDDR1、LDDR2为高电平有效。对单总线数据通路,需要分时共享总线,每一时刻只能由一组数据送往总线。【实验二】本实验是在实验一的基础上增加进位控制部分。其中运算器最高进位输出C(n+4)连接到一个锁存器(用74LS74实现)的输入端D,锁存器控制端得控制信号AR必须置为低电平,当T4脉冲到来时,进位结果就被锁存到进位锁存器中了,发光二极管这时显示为“灭”。同时也将本次的进位输出结果带进了下次的运算中,作为下次运算的进位输入。【实验三】移位控制电路功能表:299-BS1S0M功能000任意保持0100循环右移0101带进位循环右移0010循环左移0001带进位循环左移任意11任意装数实验步骤:【实验一】1.按下图连接实验线路,仔细查线无误后,接通电源。2.用二进制数码开关向暂存器DR1 置数。,观察总线数据显示灯和LED灯的变化。 设置:SW-B=1;使 SWITCH UNIT单元中的开关SW-B=0(打开数据输入三态门)、ALU-B=1(关闭ALU 输出三态门)、LDDR1=1、LDDR2=0。③按动微动开关 KK2,则将二进制入DR1中。3.用输入开关向暂存器DR2 置数。 ①拨动输入开关形成二进制数②SW-B=0、ALU-B=1 保持不变,改LDDR1、LDDR2 ,使LDDR1=0、LDDR2=1。 ③按动微动开关 KK2 ,则将二进制置入 DR2 中。 4.检验输入DR1和DR2寄存器中的数据是否正确。关闭三态门:SW-B=1,关闭暂存器的输入:LDDR1=0、LDDR2=0。打开ALU输出三态门:ALU-B=0,设置运算器直传形式S3S2S1S0M为1111将总线上的数据在数码管上显示:LED-B=0,发W/R脉冲。观察结果(即DR1中的数据)。再次关闭三态门:SW-B=1。打开ALU输出三态门:ALU-B=0。设置运算器直传形式S3S2S1S0M为10101。将总线上的数据在数码管上显示:LED-B=0,发W/R脉冲。观察结果(即DR2中的数据)。5、将输入DR1和DR2中的两个数进行算术逻辑运算,验证ALU的功能,结果在数据显示灯和数码显示管LED上显示。保持中数据不变,若不知道中是否有数据,可按实验步骤2中得 去检查。通过“SWITCH UNIT”改变开关S3,S2,S1,S0,Cn,M的值,可将两数进行不同的运算。例如:设最后根据运算结果填写下表:置S3S2S1S
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