计算机组成原理课程设计实验报告.doc

计算机组成原理课程设计实验报告- 8 -计算机组成原理课程设计实验报告学院：计算机科学与工程学院专业：计算机科学与技术班级：计二班学号：0705010225姓名：李海波评分：2009年9月15日实验一 验证74LS181运算和逻辑功能1实验目的（1）掌握算术逻辑单元（ALU）的工作原理；（2）熟悉简单运算器的数据传送通路；（3）画出逻辑电路及布出美观整齐的接线图；（4）验证4位运算功能发生器（74 LS181）组合功能。2实验原理ALU能进行多种算术运算和逻辑运算。4位ALU74 LS181能进行16种算术运算和逻辑运算。功能如下：方式M=1算术运算M=0算术运算S3 S2 S1 S0逻辑运算CN=1(无进位)CN=0（有进位)0 0 0 0F=/AF=AF=A加10 0 0 1F/(A+B)F=A+BF=(A+B) 加10 0 1 0F=(/A)BF=A+/BF=(A+/B) 加10 0 1 1F=0F=负1（补码）F=00 1 0 0F=/(AB)F=A加A(/B)F=A加A/B加10 1 0 1 F=/BF=(A+B) 加A/BF=(A+B) 加A/B加10 1 1 0F=ABF=A减B减1F=A减B0 1 1 1F=A/BF=A(/B)减1F=A(/B)1 0 0 0F=/A+BF=A加ABF=A加AB加11 0 0 1F=/(AB)F=A加BF=A加B加11 0 1 0F=BF=(A+/B)加ABF=(A+/B) 加AB加11 0 1 1F=ABF=AB减1F=AB1 1 0 0F=1F=A加AF=A加A加11 1 0 1F=A+/BF=(A+B)加AF=(A+B) 加A加11 1 1 0F=A+BF=(A+/B) 加AF=(A+/B) 加A加11 1 1 1F=AF=A减1F=A表一(上表中的“/”表示求反)3实验内容实验电路图如下: 图一 4位ALU验证电路示意图在multisim工作连接好上图，确定无误后，测试下表的数据(红色为所测数据的结果)S3 S2 S1 S0数据1数据2算术运算（M=0）逻辑运算（M=1）CN=1（无进位）CN=0(有进位)0 0 0 0AH5HF=AHF=BHF=5H 0 0 0 1AH5HF=FHF=0HF=0H 0 0 1 0AH5HF=AHF=BHF=5H 0 0 1 1AH5HF=FHF=0HF=0H 0 1 0 0FH1HF=DHF=EHF=EH 0 1 0 1FH1HF=DHF=EHF=EH 0 1 1 0FH1HF=DHF=EHF=EH 0 1 1 1FH1HF=EHF=EHF=EH 1 0 0 0FHFHF=EHF=FHF=FH 1 0 0 1FHFHF=EHF=FHF=FH 1 0 1 0FHFHF=EHF=FHF=FH 1 0 1 1FHFHF=EHF= FHF=FH 1 1 0 05H5HF=BHF=BHF=FH 1 1 0 15H5HF=BHF=BHF=FH 1 1 1 05H5HF=4HF=5HF=5H 1 1 1 15H5HF=4HF=5HF=5H实验二 运算器（2）1 实验目的熟练掌握算是逻辑单元（ALU）的应用方法；进一步熟悉简单运算器的数据传送原理；画出逻辑电路图及布出美观的整齐的接线图；熟练掌握有关数字元件的功能和使用方法；熟练掌握子电路的创建及使用。2 实验原理本实验仿真单总线的运算器，电路图如下。电路图由上中下三方的8条线模拟8位数据总线；产生所需数据K8；74244层次三态门；两块74273层次块（工作寄存器DR1和DR2）；两块74374层次块（通用寄存器GR1和GR2） 图二 运算器示意图实验原理图如下：图三 单总线结构的运算器示意图通用寄存器ABALU3. 实验内容在Multisim画出电路图（见上图二）并仿真，完成如下操作。（1） 电路工作原理：K8产生所需数据，74244为三态门电路，对高电平高阻，低电平导通，将部件与总线连接和断开。两个74273层次块作为工作寄存器，两个74374层次块作为通用寄存器。打开K8旁边的三态门（X2），给寄存器一个脉冲，是K8输出的信号存入通用寄存器和工作寄存器。然后关掉K8旁边的三态门（X2），打开运算器的三态门（X7），调节S3S0和M、Cin开始运算，使运算器的工作结果输出显示。（2） 74244的在电路中的作用是将部件与总线连接和断开，输入信号G为运算器提供运算数据。74LS273N提供脉冲，上跳沿有效，将数据运输到运算器上，CLK是脉冲信号。74LS374N提供脉冲和寄存器置零，CLK是脉冲信号，上跳沿有效，OC是置零端。（3） 打开X2，关闭X6，输入一个信号，给G通用寄存器一个脉冲，将数据存入通用寄存器GR1里面,打开GR1的三态门，将数据存入工作寄存器。同理，在输入一个数据到通用寄存器GR2和工作寄存器中。（4） 在本次试验中，我测试的是信号8和信号3的运算：a,加法，将S3S2S1S0=1001,M=0,CN=1，会输出B；b,减法，将S3S2S1S0=0110,M=0,CN=0，会输出5；c,与运算，将S3S2S1S0=1011,M=1，会输出0；d,或运算，将S3S2S1S0=1110,M=1，会输出B；e,异或，将S3S2S1S0=0110,M=1，会输出B；f,非A，将S3S2S1S0=0000,M=1，会输出7；g.非B，将S3S2S1S0=,0101,M=1，会输出C。总结及心得体会课程设计中使用的软件Multisim是一个完整的设计工具系统，提供了一个非常大的元件数据库，并提供了原理图输入接口、全部的数据spice仿真功能。最强大的是他功能强大，才操作却很简单，容易上手。我只是在课前看了下我们课程设计指导书中对软件操作的基本操作的介绍，上机实际操作的时候就基本上可以应对自如了。实验一简单容易，容易完成也容易操作。它可以看做是实验二的基础和课程设计刚刚开始的练习试验。只需要把软件数据库中已经做好的，只需要把所有的元件拖出来连号线就好了。试验也只是用开关简单的输入数据，以及进位与逻辑运算的切换。试验简单容易完成。实验二涉及到了芯片的制作。首先我做好了各个芯片，这样剩下的只是连线了，问题就变得简单了很多。练好线了之后却发现不能正常的运行。我详细的检查了所有的连线，发现没有问题。所以我意识到是是事先做好的芯片的问题。这样我慢慢检查了每个芯片的连线，终于找到了问题。浪费了不少时间才完成了第二个试验。计算机组成原理是非常重要的一门专业基础课，同时也是一门实践性很强