太原理工大学硬件实验报告01.docx

本科实验报告
课程名称：计算机硬件技术基础
实验地点：行勉楼B208
专业班级：软件1401 学号： 2014005490
学生姓名：崔正宇
指导教师：高劲松
2016年6月1日
太原理工大学学生实验报告
学院名称
软件学院
专业班级
软件1401班
学号
2014005490
学生姓名
崔正宇
实验日期
成绩
课程名称
计算机硬件技术基础
实验题目
运算器实验
实验目的和要求
1．掌握运算器的组成、功能及工作原理；
2．验证由74LS181组成的16位ALU的功能，进一步验证带初始进位的ALU的功能；
3. 熟悉运算器执行算术运算操作和逻辑运算操作的具体实现过程。
二、实验内容和原理
算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS181是4位ALU，四片74LS181以串行方式构成16位运算器。它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算，74LS181 有高电平和低电平两种工作方式，高电平方式采用原码输入输出，低电平方式采用反码输入输出，这里采用高电平方式。
三态门74LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制，ALU-G 为“0”时，三态门开通，此时其输出等于其输入；ALU-G 为“1”时，三态门关闭，此时其输出呈高阻。
四片74LS273作为两个16数据暂存器，其控制信号分别为LDR1和LDR2，当LDR1和LDR2 为高电平有效时，在T4脉冲的前沿，总线上的数据被送入暂存器保存。
运算器的结构见图1-1：
图1-1 运算器实验原理
74LS181功能见表1-1，其中符号“＋”表示逻辑“或”运算，符号“*”表示逻辑“与”运算，符号“/”表示逻辑“非”运算，汉字“加”表示算术加运算，汉字“减”表示算术减运算。
表1-1 74LS181功能表
选择
M=1
逻辑操作
M=0 算术操作
S3 S2 S1 S0
Cn=1（无进位）
Cn=0（有进位）
0 0 0 0
F=/A
F=A
F=A加1
0 0 0 1
F=/(A+B)
F=A+B
F=(A+B)加1
0 0 1 0
F=/A*B
F=A+/B
F=(A+/B)加1
0 0 1 1
F=0
F=－1
F=0
0 1 0 0
F=/(A*B)
F=A加A*/B
F=A加A*/B加1
0 1 0 1
F=/B
F=(A+B)加A*/B
F=(A+B) 加A*/B加1
0 1 1 0
F=(/A*B+A*/B)
F=A减B减1
F=A减B
0 1 1 1
F=A*/B
F=A*/B减1
F=A*/B
1 0 0 0
F=/A+B
F=A加A*B
F=A加A *B加1
1 0 0 1
F=/(/A*B+A*/B)
F=A加B
F=A加B加1
1 0 1 0
F=B