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计算机组成原理课程实验报告

9.3运算器组成实验

姓名：曾国江

学号：

系别：计算机工程学院

班级：网络工程1班

指导老师：

完成时间：

评语：

得分：

9.3运算器组成实验

一、实验目的

1．熟悉双端口通用存放器堆的读写操作。

2．熟悉简单运算器的数据传送通路。

3．验证运算器74LS181的算术逻辑功能。

4．按给定数据，完成指定的算术、逻辑运算。

二、实验电路

图3.1示出了本实验所用的运算器数据通路图。参与运算的数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置，然后输入到双端口通用存放器堆RF中。

RF(U30)由一个ispLSI1016实现，功能上相当于四个8位通用存放器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF中保存。双端口存放器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从B端口〔右端口〕读出的通用存放器，RD1、RD0用于选择从A端口〔左端口〕读出的通用存放器。而WR1、WR0用于选择写入的通用存放器。LDRi是写入控制信号，当LDRi＝1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用存放器。RF的A、B端口分别与操作数暂存器DR1、DR2相连；另外，RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。

DR1和DR2各由1片74LS273构成，用于暂存参与运算的数据。DR1接ALU的A输入端口，DR2接ALU的B输入端口。ALU由两片74LS181构成，ALU的输出通过一个三态门〔74LS244〕发送到数据总线DBUS上。

实验台上的八个发光二极管DBUS7-DBUS0显示灯接在DBUS上，可以显示输入数据或运算结果。另有一个指示灯C显示运算器进位标志信号状态。

图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号，其中S3、S2、S1、S0、M、Cn#、LDDR1、LDDR2、ALU_BUS#、SW_BUS#、LDRi、RS1、RS0、RD1、RD0、WR1、WR0都是电位信号，在本次实验中用拨动开关K0—K15来模拟；T2、T3为时序脉冲信号，印制板上已连接到实验台的时序电路。实验中进行单拍操作，每次只产生一组T1、T2、T3、T4时序脉冲，需将实验台上的DP、DB开关进行正确设置。将DP开关置1，DB开关置0，每按一次QD按钮，那么顺序产生T1、T2、T3、T4一组单脉冲。

三、实验设备

1.TEC-5计算机组成实验系统1台

2.逻辑测试笔一支〔在TEC-5实验台上〕

3.双踪示波器一台〔公用〕

4.万用表一只〔公用〕

四、实验任务

1、按图3.1所示，将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。由于运算器模块内部的连线已由印制板连好，故接线任务仅仅是完成数据开关、控制信号模拟开关、与运算器模块的外部连线。注意：为了建立清楚的整机概念，培养严谨的科研能力，手工连线是绝对必要的。

2.用开关SW7—SW0向通用存放器堆RF内的R0—R3存放器置数。然后读出R0—R3的内容，在数据总线DBUS上显示出来。

3.验证ALU的正逻辑算术、逻辑运算功能。

令DR1=55H，DR2=0AAH，Cn#=1。在M=0和M=1两种情况下，令S3—S0的值从0000B

变到1111B，列表表示出实验结果。实验结果包含进位C，进位C由指示灯显示。注

意：进位C是运算器ALU最高位进位Cn+4#的反，即有进位为1，无进位为0。

五、实验要求

1.做好实验预习，掌握运算器的数据传输通路及其功能特性，并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。

2.写出实验报告，内容是：

(1)实验目的。

〔2〕按实验任务3的要求，列表表示出实验结果。

〔3〕按实验任务4的要求，在表中填写各控制信号模拟开关值，以及运算结果值。

六、实验步骤和实验结果

、实验任务2的实验步骤和结果如下：〔假定RO=66H,R1=99H〕

置DP=1，DB=0，编程开关拨到正常位置。

接线表如下：

数据通路

WR0

WR1

RS0

RS1

SW_BUS#

RS_BUS#

LDRi

电平开关

K0

K1

K2

K3

K3

K5

K6

翻开电源

以下2条是将66H、99H分别写入R0、R1

置K0(WR0)=0，K1(WR1)=0，K4(SW_BUS#)=0，K5(RS_BUS#)=1，K6(LDRi)=1，

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