计算机组成原理虚拟实验指导书.doc

计算机组成原理 实 验 指 导 书 实验1 1位全加器 实验目的 熟悉组成原理虚拟教学平台的使用。 实验设备 与非门（3片）、异或门（2片）、开关若干、指示灯若干 实验原理 1位二进制加法器单元有三个输入量：两个二进制数Ai，Bi和低位传来的进位信号Ci，两个输出量：本位和输出Si以及向高位的进位输出C(i+1)，这种考虑了全部三个输入量的加法单元称为全加器。来实验要求利用基本门搭建一个全加器，并完成全加器真值表。 实验步骤 各门电路芯片引脚显示于组件信息栏。 1. 测从组件信息栏中添加所需组件到实验流程面板中，按照图1.1所示搭建实验。 图1.1 组合逻辑电路实验流程图 2. 打开电源开关，按表1设置开关的值，完成表1-1。 表1-1 输入 输出 Ai Bi Ci Si C(i+1) 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 实验2 算术逻辑运算实验 实验目的掌握简单运算器的组成以及数据传送通路 验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能 74LS181（片）74LS273(2片), 74LS245(2片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片 实验原理 实验中所用的运算器数据通路图如图2.1所示，实验中的运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据(A和B)，并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。 74LS181：完成加法运算 74LS273：输入端接数据，输出端181。在收到上升沿的时钟信号前和之间是隔断的。在收到上升沿信号后，其将的数据将传到181，同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。因此，通过增加该芯片，可通过顺序输入时钟信号，将不同寄存器中的数据通过同一线传输到181芯片的不同引脚之中 74LS245：相当于181的输出和之间的一个开关，在开始实验后将其打开，可以使181的运算结果输出上DR1 和DR2 寄存器置数。具体操作步骤图示如下： 其中T4的脉冲信号通过鼠标双击单脉冲产生。 3. 检验DR1 和DR2 中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门（SW-B=1），打 开ALU 输出三态门（ALU-B=0），当置S3、S2、 S1、S0 、M 为１１１１１时，总线指示灯显示DR1中的数，而置成１０１０１时总线指示灯显示DR2 中的数。 4. 验证74LS181 的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑） 在给定DR1=65、DR2=A7 的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入下表2-2中，并和理论分析进行比较、验证。74LS181的功能见表2-1， A和B分别表示参与运算的两个数，“+”表示逻辑或，“加”表示算术求和。 表2-1 S3 S2 S1 S0 M=0（算术运算） M=1（逻辑运算） CN=1(无进位) CN=0(有进位) 0 0 0 0 F=A F=A加1 F= 0 0 0 1 F=A+B F=(A+B)加1 F= 0 0 1 0 F=A+ F=(A+)加1 F=B 0 0 1 1 F=0减1 F=0 F=0 0 1 0 0 F=A+A F=A加A加1 F= 0 1 0 1 F=（A+B）加A F=(A+B)加A加1 F= 0 1 1 0 F=A减B减1 F=A减B F= 0 1 1 1 F=A减1 F=A F=A 1 0 0 0 F=A加AB F= A加AB加1 F=+B 1 0 0 1 F=A加B F=A加B加1 F= 1 0 1 0 F=（A+）加AB F=(A+)加AB加1 F=B 1 0 1 1 F=AB减1 F=AB F=AB 1 1 0 0 F=A加A F=A加A加1 F=1 1 1 0 1 F=(A+B)加A F=(A+B)加A加1 F=A+ 1 1 1 0 F=(A+)加A F=(A+)加A加1 F=A+B 1 1 1 1 F=A减1 F=A F=A 表2-2 DR1 DR2 S3 S2 S1 S0 M=0（算术运算） M=1（逻辑运算） CN=1(无进位) CN=0(有进位) 65 A7 0 0 0 0 F=( ) F=( ) F=( ) 65 A7 0 0 0 1 F=( ) F=( ) F=( ) 65 A7 0 0 1 0 F=( ) F=( ) F=( ) 65 A7 0 0 1 1 F=( ) F=( ) F=( ) 6