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一、实验名称:
运算器数据通路实验
二、实验目的
1.熟悉函数功能发生器的功能、使用方法。
2.熟悉运算器的数据传送通路。
3.完成几种算逻运算操作,加深对运算器工作原理的理解。
三、实验原理
运算器是计算机中对数据进行运算操作的重要部件,它的核心是ALU函数功能发生器
(由EPM7064S构成),其次还要有存放操作数和运算的中间结果之寄存器以及传送数据的
总线等部分。选用不同的控制信号,运算器可以完成不同的运算功能。
1.函数功能发生器(ALU)的功能。
该函数功能发生器(ALU),当输入为Aj、Bj,对应输出为Fj(j=0,1,2,3,4,5,6,7),它
可实现8种不同的算术运算和逻辑算,而且通过对控制参数SEL2~SEL0S0来选择。
2.数据传送通路实验电路方案
实验方案框图见图2—5所示。
图中SA、SB为存放两个现行操作的缓冲寄存器,其中SA兼作存放中间结果的累加器,
并且可以通过SA所连接的八个数据灯显示。SA、SB接收来自总线的数据信息送入ALU进
行算术或逻辑操作。通过移位门将运算操作结果送到总线。并且ALU和总线之间需用三态
门隔离(采用74LS245)。
四、实验内容
1.按照实验电路方案框图,设计一个能完成下列八种补码运算指令
的八位运算器。该运算器实现的八种功能如表2—1所示。
表2—1:
指令助记符代码(SEL2SEL1SEL0)功能
逻辑与ANA000(SA)(SB)→
SA
逻辑或OR001(SA)|(SB)→SA
A取反CMAA010(SA)→SA
1
B取反CMAB011(SB)→SB
减SUB100(SA)-(SB)→SA
加AND101(SA)+(SB)→SA
右移SHR110(SA)右移SA
左移SHL111(SA)右移SA
2.根据运算器设计,选择所需元器件,画出实验电路的详细逻辑图,
对开关,单脉冲等定义。因为和上次实验类似,也是绝大多数的器件
在“数据通路”中已安排好,只要控制各个控制点即可,除了开关组
通过三态传输门(74LS245)的接法和实验一一样外,设置一个指令寄
存器(IR),用74LS573担当IR。通过八根连接线和“数据通路”中
的八位总线连接起来。
存放ALU的控制信息SEL2~SEL0。为了便于观察IR中内容,可
以在IR的输出端同时接上三个电平显示灯。有的同学如用三个电平
开关设置SEL2~SLE0。当然可以得出结果,但是由于IR是一个不
可缺少的计算机部件,为了达到完整熟悉计算机各组成部分的目的,
这里专门设置了指令寄存器IR。
3.在电路上进行表2—1所列的八种指令的手动操作,每次一条指
令。实验时可由数据开关输入指令码及操作数,予以功能的验证。
4.本实验应实现的操作
K→SA(开关输入的第一个操作数置入SA,LED显示)
K
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