实验四进位控制与移位运算实验.doc

计算机体系结构实验报告实验序号：04 实验项目名称：进位控制与移位运算实验 学号姓名专业、班实验地点文波332指导教师杨光时间一、实验目的（1）了解带进位控制的运算器的组成结构。（2）验证带进位控制的运算器的功能。（3）了解移位发生器74LS299 的功能。（4）验证移位控制电路的组合功能。二、实验原理1. 如图所示为进位锁存及其显示电路。运算器最高位进位输出C(n+4)连接到一个锁存器（用74LS74 实现）的输入端D,锁存器控制端的控制信号AR 必须置为低电平，当T4脉冲到来时，进位结果就被锁存到进位锁存器中了，发光二极管这时显示为“灭”。同时也将本次的进位输出结果带进了下次的运算中，作为下次运算的进位输入。2.如图所示为移位控制电路。其中使用了一片74LS299 作为移位发生器，其8 位输入输出端可连接至内部总线。74LS299 移位器的片选控制信号为299-B，在低电平时有效。T4 为其控制脉冲信号，由“W/R UNIT”单元中的T4 接至“STATE UNIT”单元中的单脉冲发生器KK2上而产生，S0、S1、M 作为移位控制信号，此移位控制逻辑功能如表2.2-2 所示。三、实验内容与步骤1. （1）按图2.2-4 连接实验电路并检查无误。（2）打开电源开关。（3）用输入开关向暂存器DR1 和DR2 置数,方法同前。（4）关闭数据输入三态门（SW-B=1），打开ALU 输出三态门（ALU-B=0），并使LDDR1=0、LDDR2=0，关闭寄存器输入控制门。（5）对进位标志清零。实验系统上“SWITCH UNIT”单元中的CLR 开关为标志CY、ZI 的清零开关，它为零状态时是清零状态，所以将此开关做101 操作，即可使标志位清零。注意：进位标志指示灯CY 亮时表示进位标志为“”，无进位；标志指示灯CY 灭时表示进位为“”，有进位。（6）验证带进位运算及进位锁存功能。使Cn=1，AR=0,进行带进位算术运算。例如，做加法运算，使ALU-B=0，S3 S2 S1 S0 M 的状态为1、0、0、1、0，此时数据总线上显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志的和，但这时的进位状态位还没有输入进位锁存器中，它是要靠T4 节拍来输入的。这个结果是否有进位产生，则要按动微动开关KK2，若进位标志灯亮，则无进位，反之则有进位。因为做加法运算时数据总线一直显示的数据为DR1+DR2+CY，所以当有进位输入到进位锁存器时，总线显示的数据将为加上当前进位锁存器中锁存的进位的结果。2. （1）按图2.2-6 连接实验电路并检查无误。（2）打开电源开关。（3）向移位寄存器置数。拨动输入开关形成二进制数01101011（或其他数值）。使SWITCH UNIT 单元中的开关SW-B=0，打开数据输入三态门。使S0=1、S1=1，并按动微动开关KK2，则将二进制数01101011 置入了移位寄存器。使SW-B=1，关闭数据输入三态门。（4）移位运算操作。参照表2.2-2 中的内容，先将S1、S0 置为0、0，检查移位寄存器单元装入的数是否正确，然后通过改变S0、S1、M、299-B 的状态，并按动微动开关KK2，观察移位结果。四、实验结果1.按照实验要求操作，用输入开关向暂存器DR1 和DR2 中分别置数10101010和11100110，二者做加法运算，显示的数值为10010000且CY灯灭，产生进位1。与直接结果相符合，验证实验。2.按照实验要求操作，拨动输入开关形成二进制数01010101，进行移位操作。每次结果与实际移位相同，验证实验。五、分析与讨论 通过这次实验，我基本了解了带进位控制的运算器的组成结构；知道了带进位控制的运算器的功能；深入了解了移位发生器74LS299 的功能；成功验证了移位控制电路的组合功能。在这次实验中，由前一次实验经验所得，我们很快的上手开始按图连线，再用唐都软件进行测试，串口连接成功。于是开始按步骤进行实验，在操作了一些步骤后，我跟组员发现结果并不正确，进位指示灯并没有发生变化。进一步检查发现是没有对CLR 开关进行清零操作，导致结果错误。在重新开始的实验中，我们注意到了一些小的关键的操作步骤，最终成功的看到了实验结果，