实验一 8位算术逻辑运算实验(信软)教学教案

实验一 8位算术逻辑运算实验(信软)教学教案 计算机组成原理实验1/25 一、实验目的 三、实验原理 四、实验连线 五、实验步骤实验一8位算术逻辑运算实验 二、实验设备2/25 一、实验目的.1.掌握算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理。 .2.掌握模型机运算器的数据传送通路组成原理。 .3.验证74LS181的组合功能。 .4.按给定数据，完成实验指导书中的算术逻辑运算。 3/25? 二、实验设备（平台）DVCC实验机平面图4/25?74LS181芯片外特性6/25?74LS181功能表4位ALU S3S2S1S0（算术运算）（逻辑运算）n=1无进位n=0有进位0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111F=A F=A+B F=A+/B F=2的补F=A加（A*/B）F=（A+B）加（A*/B）F=A减B减1F=（A*/B）减1F=A加A*B F=A加B F=（A+/B）加A*B F=A*B减1F=A加A F=（A+B）加A F=（A+/B）加A F=A减1F=A加1F=（A+B）加1F=（A+/B）加1F=0F=A加（A*B）加1F=(A+B)加(A*/B)加1F=A减B F=（A*/B）F=A加AB加1F=A加B加1F=(A+/B)加A*B加1F=AB F=A加A加1F=(A+B)加A加1F=(A+/B)加A加1F=A F=/A F=/（A+B）F=/A*B F=0F=/(A*B)F=/B F=(A B)F=(A*/B)F=/A+B F=/(A B)F=B F=AB F=1F=A+/B F=A+B F=A7/25?运算器数据通路图(图33-1)DR1DR2数据输入三态缓冲器门控信号SWB,数据输出三态缓冲器门控信号ALUB数据锁存DR1打入脉冲信号LDDR1,数据锁存DR2打入脉冲信号LDDR2运算器的输入由两个锁存器74LS273锁存并送入运算器运算器的数据由8位数据开关KD0-KD7输入运算器由两片74LS181并/串而成运算器的输出经过三态门74LS245到BUSD0-D7内部数据线通过LZD0-D7显示灯显示运算器的输入经过三态门门74LS245到外部数据总线并送入锁存器锁存8/25?运算器数据通路图(简化版)9/25 四、实验连线?仔细查看试验箱，按以下步骤连线11）ALUBUS连EXJ32)ALU01连BUS13)SJ2连UJ24)跳线器J23上T4连SD5)LDDR1,LDDR2,ALUB,SWB四个跳线器拨在左边6)AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“1”电平10/25 四、实验连线-未连线11/25 四、实验连线-ALUBUS连EXJ312/25 四、实验连线-ALU01连BUS113/25 四、实验连线-SJ2连UJ214/25 四、实验连线-跳线器J23上T4连SD J23上的T4连SD15/25LDDR1,LDDR2,ALUB,SWB四个跳线器拨在左边1LDDR2ALU SWB跳线拨左边16/25AR跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“11”电平AR跳线拨左边AR开关拨“1”17/25 四、实验连线-连线及跳线完毕18/25 五、实验步骤.1.连接线路，仔细检查核对后接通电源。 .2.用二进制数据开关KD7-KD0向DR1和DR2寄存器置入88位运算数据。 .3.检验DR1和DR2置入的数据是否正确。 .4.验证74LS181的算术和逻辑运算功能。 .5.填写实验报告表33-11中的空白数据。 19/2520/25步骤2.8位运算数据的置入开始实验时，右下方的“停止运行控制”开关向上设置为运行状态；调拨88位数据开关KD7-KD0为00110101（35H），准备向DR1送二进制数据。 数据输出三态缓冲器门控信号ALUB=1（关闭）。 数据输入三态缓冲器门控信号SWB=0（打开）。 数据锁存DRi控制信号LDDR1=1（打开），同时，LDDR2=0（关闭）。 打入脉冲信号T4，将数据35H置入DR1。 重复步骤22-66，其中的步骤5将LDDR1与LDDR2互换，即可将数据48H置入DR2。 21/25步骤2.8位运算数据的置入通过8位数据开关KD0-KD7输入35H关闭输出三态门ALUB=1打开输入三态门SWB=0打开DR1控制信号LDDR1=1关闭DR2控制信号LDDR2=0打入脉冲信号T4通过8位数据开关KD0-KD7输入48H按下“复位”键发出总清信号22/25步骤3.检验DR1和DR2置入的数据数据输出三态缓冲器门控信号ALUB=0（打开）；数据输入三态缓冲器门控信号SWB=1（关闭）；数据锁存DRi控制信号LDDR 1、LDDR2=0（关闭）设置开关M M、开关S 3、S 2、S 1、S0相应值?如M=1，S 3、S 2、S 1、S0=1111，验证88位数据DR1；S 3、S 2、S 1、S0=1010验证88位数据DR2。 步骤3.检验DR1和DR2置入的数据打开输出三态门ALUB=0关闭输入三态门SWB=1关闭DR1控制LDDR1=0关闭DR2控制LDDR2=0设置功能选择开关M=1S3S2S1S0=1111，验证DR1置入数据设置功能选择开关M=1S3S2S1S0=1010，验证DR2置入数据D1验证DR2置入数据23/2524/25步骤 44、5.验证74LS181的算术和逻辑运算功能在给定DR1=35H、DR2=48H的情况下，改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置，观察运算器的输出。 将输出结果填入实验报告表中，并和理论分析进行比较、验证。 25/25表33-1实验数据输出表S3S2S1S0DR1DR2算术运算M=0逻辑运算M=1Cn=1无进位Cn=0有进位000035H48H0001