实验二算术逻辑运算实验报告.doc

计算机组成原理实验报告
专业:计算机+自动化
姓名:
桑超强(201126100416)

陆黎明(201126100412)
实验二算术逻辑运算实验
一、实验目的:
· 了解运算器的组成结构
· 掌握运算器的工作原理
· 掌握简单运算器的数据传输通路
·验证运算功能发生器74LS181的组合功能
二、实验设备
TDN-CM++教学实验系统一套
实验原理
运算器芯片(74LS181)的逻辑功能
74LS181 是一种数据宽度为4个二进制的多功能运算器芯片,封装在24引脚的封装壳中,。
74LS181封装图
主要引脚有:
A0-A3:第一组操作数据输入端。
B0-B3:第二组操作数据输入端。
F0-F3:操作结果数据输出端。
S0-S3:操作功能控制端。
:低端进位接收端。
:高端进位输出端。
M:算术/逻辑功能控制端。
。从表中可看到当控制端S0-S3为1001、M为0、为1时,操作结果数据输出端F0-F3上的数据等于第一组操作数据输入端A0-A3上的数据加第二组操作数据输入端B0-B3上的数据。当S0-S3、M、上的控制信号电平不同时,74LS181芯片完成不同功能的逻辑运算操作或算术逻辑运算。在加法运算操作时,、进位信号低电平有效;减法运算操作时,、借位信号高电平有效;而逻辑运算操作时,、进位信号无意义。

功能选择
输入、输出关系
S3 S2 S1 S0
M=H
逻辑运算
M=L 算术运算
= H
= L
0 0 0 0
F=
F=A
F=A加1
0 0 0 1
F=
F=A+B
F=A+B加1
0 0 1 0
F=*B
F=A+
F=A+加1
0 0 1 1
F=0
F=0-1
F=0
0 1 0 0
F=
F=A加A*
F=A加A*加1
0 1 0 1
F=
F=A+B加A*B
F=A+B加A*B加1
0 1 1 0
F=AB
F=A减B减1
F=A减B
0 1 1 1
F=A*
F=(A*)减1
F=A*
1 0 0 0
F=+B
F=A+(A*B)
F=A加(A*B)加1
1 0 0 1
F=
F=A加B
F=A加B加1
1 0 1 0
F=B
F=(A+)加(A*B)
F=(A+)加(A*B)加1
1 0 1 1
F=A*B
F=A*B加1
F=A*B
1 1 0 0
F=1
F=A加A
F=A加A加1
1 1 0 1
F=A+
F=(A+B)加A
F=(A+B)加A加1
1 1 1 0
F=A+B
F=(A+)加A
F=(A+)加A加1
1 1 1 1
F=A
F=A减1
F=A

运算器实验逻辑电路
试验台运算器实验逻辑电路中,两片74LS181芯片构成一个长度为8位的运算器,两片74LS373分别作为第一操作数据寄存器和第二操作数据寄存器,一片74LS245作为操作结果数据输出缓冲器,。图中算术逻辑操作时仅为Cy判别进位只是电路;判零Zi和零标志电路指示电路。
第一操作数据由B-DA1(BUS TO DATA1)负脉冲控制信号送入名DA1的第一操作数据寄存器,第二操作数据由B-DA2(BUS TO DATA2)负脉冲控制信号送入名为DA2的第二操作数据寄存器。74LS181的运算结果数据由(ALU TO BUS )低电平控制信号送总线。S0-S3、M芯片模式控制信号同时与两片74LS181的S0-S3、M端相连,保证二者以同一工作模式工作。实验电路的地端进位接收Ci与低4位的74LS181的相连,用于接收外部进位信号。低4位74LS181的与高4位74LS181的上相连,实现高、低4位之间进位信号的传递。高4位74LS181的送进位Cy判别和进位指示电路。
实验内容
1、连线
实验连线图
· 按照上图进行实验连线;
数据送入过程
把开关、、B-DA1、B-DA2、拨上,确保为高电平,使这些信号出于无效状态。
在输入数据的开关上拨号输入数据代码,如“00010001”,即16进制数11H
把输入控制信号开关拨下成低电平。这时总线上显示的状态与输入数据一致。
把第一组数据输入控制信号B-DA1的开关拨动一次,即实现“0-1-0”,产生一个负脉冲,作用是把数据11H送第一数据寄存器DA1中。
数据输出过程
为了检验数据送入的正确性,现把DA1中的内容送到总线上。
把输入数据的开关上的输入数据代码拨成00H,与刚才送第一数据寄存器DA1的数据