实验一算术逻辑运算电路实验.docVIP

实验一 算术逻辑运算 实验目的：1、掌握简单运算器数据传输通路的设计。 2、验证运算器（74LS181）的组合运算功能。 实验设备：DVCC计算机组成原理实验仪一台，排线。 三、实验内容 1、实验原理：用两片74LS181串联构成一个8位的ALU运算器，运算通路如图所示。 运算器的工作原理为：在数据开关（INPUT DEVICE）上置的数据通过输入三态门245（由SW-B控制，低电平三态门打开，高电平三态门关闭）送到数据总线上，结果显示在数据灯上，当向数据寄存器DR1（74LS273）写数据时，令LDDR1=“1”，LDDR2=“0”，点按“STATE UNIT”中的开关KK2，加一个T4脉冲，将数据锁存至DR1中；令LDDR1=“0”，LDDR2=“1”，点按KK2，则将数据锁存入DR2中。 数据运算通路图 74LS181的运算功能由M、S3、S2、S1、S0、CN的组合状态决定，见下表： 图中算术逻辑运算功能发生器 74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至SJ2插座，实验时通过6芯排线连至6位功能开关插座UJ2，以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LS181（U31、U32）的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M；其它电平控制信号LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`以手动方式用二进制开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB来模拟，这几个信号有自动和手动两种方式产生，通过跳线器切换，其中ALUB`、SWB`为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。 另有信号T4为脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。 运算后的数据经输出三态门74LS245（由ALU-B控制，低电平三态门打开，高电平三态门关闭）送到数据总线上，结果显示在数据灯上。M、S3、S2、S1、S0、CN、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B的电平状态由“SWITCH UNIT”中的二进制数据开关控制。 2、实验接线 本实验用到4个主要模块：⑴低8位运算器模块，⑵数据输入并显示模块，⑶数据总线显示模块，⑷功能开关模块（借用微地址输入模块）。 实验步骤 1、 根据实验原理详细接线如下： ⑴ ALUBUS连EXJ3； ⑵ ALUO1连BUS1； ⑶ SJ2连UJ2； ⑷ 跳线器J23上T4连SD； ⑸ LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨在左边（手动方式)； ⑹ AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在1电平。 3、实验步骤 ⑴ 连接线路，仔细查线无误后，接通电源。 ⑵ 用二进制数码开关KD0～KD7向DR1和DR2寄存器置数。方法：关闭ALU输出三态门（ALUB`=1），开启输入三态门（SWB`=0），输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。设置数据开关具体操作步骤图示如下： 在数据开关（INPUT DEVICE）上向DR1和DR2置数，步骤为： 说明：LDDR1、LDDR2、ALUB`、SWB`四个信号电平由对应的开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB给出，拨在上面为1，拨在下面为0，电平值由对应的显示灯显示，T4由手动脉冲开出。 3、检验DR1、DR2中存入的数据，方法是：关闭数据输入三态门（即使SW-B=1），打开数据输出三态门（即使ALU-B=0），按照181功能表，置S3S2S1S0M=11111时，输出结果F=DR1中的数据，由总线上的数据灯显示，置S3S2S1S0M=10101时，则输出结果F=DR2中的数据。 4、验证74LS181的算数逻辑运算功能 给定（DR1）=65H，（DR2）=A7H，改变运算器的功能设置，观察输出结果并记录入下表 5、计算理论值（根据74lS181块功能表计算）与实验结果进行比较。写出比较结论。