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北京邮电大学网络教育学院
《计算机组成原理》实验指导书
实验一运算器组成的实验
一、实验目的
1、掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理。
2、熟悉简单运算的数据传送通路。
3、验证实验台运算的8位加、减、与、直通功能。
4、验证实验台的4位乘4位功能。
5、按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。
二、实验电路
图6示出了本实验所用的运算器数据通路图。ALU由1片ispLSI1024
构成。四片4位的二选一输入寄存器74HC298构成两个操作数寄存器DR1
和DR2，保存参与运算的数据。DR1接ALU的B数据输入端口，DR2接
ALU的A数据输入端口，ALU的输出在ispLSI1024内通过三态门发送到数
据总线DBUS7-DBUS0上，进位信号C保存在ispLSI1024内的一个D寄存
器中。当实验台下部的IR/DBUS开关拔到DBUS位置时，8个红色发光二
极管指示灯接在数据总线DBUS上，可显示运算结果或输入数据。另有一个
指示灯C显示运算进位信号状态。由ispLSI1024构成的8位运算器的运算类
型由选择端S2，S1，S0选择，功能如表3所示。
选择
操作
S2S1S0
000A.B
001A.A(直通)
010A+B
011A-B
100A（低4位）×B（低4位）
表3运算器运算类型选择表
进位C只在加法运算和减法运算时产生，与、乘、直通操作不影响进位C
的状态，即进位C保持不变。减法运算采用加减数的反码再加以1实现。在加
法运算中，C代表进位；在减法运算中，C代表借位。运算产生的进位在T4的
上升沿送入ispLSI1024内的C寄存器保存。
在SW-BUS#信号为0时，参与运算的数据通过一个三态门的74HC244
（SW-BUS）送到DBUS总线上，进而送至DR1或DR2操作数寄存器。输入数
据可由实验台上的8个二进制数据开关SW0-SW7来设置，其中SW0是最低位
SW7是最高位。开关向上时为1，开关向下时为0。
图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号，控制信号均为电位信号。
T3，T4是脉冲信号，印制板上已连接到实验台的时序电路产生的T3，T4信号
上。S2，S1，S0，ALU-BUS，LDDR2，LDDR1，M1，M2，SW-BUS#各电位控
制信号用电平开关K0-K15来模拟。K0-K15是一组用于模拟各控制电平信号的
开关，开关向上时为1，开关向下时为0，每个开关无固定用途，可根据实验具
体情况选用。S2，S1，S0，ALU-BUS，LDDR2，LDDR1为高电平有效，SW-BUS#
为低电平有效。M１＝1时，DR1选择D1-A1作为数据输入端；M1=0时，DR1
选择D0-A0作为数据输入端。当LDDR1=0时，在T3的下降沿，选中的数据被
打入DR1寄存器。M2=1时，DR2选择D1-A1作为数据输入端；M2=0时，DR2
选择D0-A0作为数据输入端。当LDDR2=0时，在T3的下降沿，选中的数据被
打入DR2寄存器。
数据总线DBUS有5个数据来源：运算器
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