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计算机组成原理 预做实验报告 实验二 进位运算和移位运算实验 1实验目的和要求 学习算术逻辑单元电路的构成及其工作原理。 验证待进位控制的算术运算功能发生器的进位功能。 验证移位控制的组合功能。 按指定的数据完成几种特定的算术运算。 2实验设备 JYS-4计算机组成原理教学实验装置及其导线等。 3 实验内容及步骤 1）进位控制单元电路实验原理 进位控制单元电路是在算术逻辑运算单元的基础上增加进位控制部分形成的单元电路，其作用是验证运算器在进行运算的过程中是否产生进位，并将结果用指示灯显示出来。 进位控制单元电路的结构原理如图2-1所示，由于进位控制单元电路是以算术逻辑运算单元电路为基础，所以具有算术逻辑运算单元的所有控制信号，为了控制进位锁存器，进位控制单元增加了AR控制信号，当该控制信号处于低电平，同时发送一个T4信号，ALU(74LS181)的进位则被锁存在一个74LS74锁存器中。 2）移位运算单元电路实验原理 移位运算单元电路是运算器单元电路中负责完成二进制数的逻辑左移、逻辑右移、算术左移、算术右移的器件及其移动控制操作电路来实现的。 移位运算使用了一片74LS299作为移位发生器，其八位输入/输出端以排针方式和总线单元电路连接。299—B 信号控制其使能端，T4时序为其时钟脉冲，实验时将“W/R UNIT”中的T4接至“STATE UNIT”中的KK2单脉冲发生器，由S0 S1 M控制信号控制其功能状态，通过控制信号，改变单元的功能。每使用一次T4信号，产生一次移位运算。 3）实验步骤 ①连接实验线路 按图2-2连接试验线路，将“W/R UNIT”中的T4接至“STATE UNIT”中的KK2单脉冲发生器。ALU UNIT的AUJ1连接至BUS UNIT再接到INPUT UNIT的SWJ3，AUL-B S3-CN LDDR1、LDDR2、AR接至SWITCH UNIT的相应接口上，连接完毕后要进行仔细检查。 ②从输入单元电路向寄存器A和寄存器B置数 关闭ALU输出三态们（ALU-B=1））③进位标志位清零 进位标志清零的方法是，将S3 S2 S1 S0 M的状态置为0 0 0 0 0，AR状态置为0（要注意的是清零时DR1寄存器中的数不能等于FF）④验证带进位运算及进位锁存功能 实验使用加法运算来验证。首先向DR1、DR2置数，并将进位标志位清零。然后使ALU-B=0，S3 S2 S1 S0 M状态为 1 0 0 1 0，此时将数据显示灯上显示的数据位DR1、DR2加当前进位标志位，这个结果是否产生进位，则要按动微动开关KK2，若进位标志灯亮，表示无进位；反之，则表示有进位。 ⑤连接线路 按图2-4连接线路，将“W/R UNIT”中的T4接至“STATE UNIT”中的 KK2单脉冲发生器。ALU UNIT的AUJ1连接至BUS UNIT再接到INPUT UNIT的SWJ3，299-B S1 S0 M接到SWITCH UNIT的相应接口上。 连接完毕后要进行仔细检查，检查无误后接通电源。 ⑥移位操作 首先进行置数：具体步骤是将数据输入单元的数据开关置态，然后将SW-B置为0。要置数时将S0置成1，S1置成1，此时74LS299处于装数状态，按动微动开关KK2发送T4信号，数据装入后再将SW-B置为1。 移位操作：参照表2－1改变S0 S1 M 299-B 的状态，按动微动开关KK2，就可以观察移位结果。在实验过程中，每按动一次KK2键，显示灯显示数据就移动一位。 5 实验结果记录及分析 进位运算实验数据记录表 寄存器A里的内容 寄存器B里的内容 S3 S2 S1 S0Cn Cn=1 Cn=0 10101010 10010 CY=0 CY=1　 验证分析： 当Cn=1时，运算为F=A加B不产生进位CY=0 当Cn=0时，运算为F=A加B加1产生进位CY=1 运算结果正确。 移位运算实验数据记录表 299B S1 S0 M T4 DR CY 0010 （循环左移） 10 20 30 40 0101 （带进位循环右移） 11 21 30 41  经验证，移位运算结果正确。 6 实验中注意事项 接线时将电源断开，接好线后相互检查无误，最后指导教师检查无误后，方可打开电源。 相互冲突的总线控制信号要确保互斥出现，否则会出现总线冲突，导致烧毁器件。 进位标志指示灯CY亮时表示进位标志位“0”，无进位；标志