计算机试验报告

1、有管理学院电子商务专业 5 班 6 组、学号3207005655姓名 胡丽娣协作者 冯欣教师评定实验题目运算器实验CNOGN+4 F3任 ALUUSU ONA3 AOflh®MO象蛔域不ITq三志门碓一、算术逻辑运算器1. 实验目的与要求：1） 掌握算术逻辑运算器单元ALU （74LS181 ）的工作原理；2）掌握简单运算器的数据传送通道；3）验算由74LS181等组合逻辑电路组成的运算功能发生器运算功能;4）能够按给定数据，完成指定算数 /逻辑运算。2. 实验方案：1）算术逻辑运算实验原理图：LDDklfrT4 oLDDRZoT4 图IT算术逻辑运算器实验原理图2）原理图说明：（1

2、） 两片74LS181 （每片4位）以并/串联形式构成字长为 8位的算术逻辑运算器 ALU。 左边的74LS181运算高四位数据，右边的 74LS181运算低四位数据，两片 181通过进位端 进行连接（右边 74LS181的高端进位接在左边 74LS181的低端进位端上）。（2）AO-A3是4位数据输入端 A, BO-B3是4位数据输入端 B。FO-F3是运算结果输出端。(3) 运算器ALU的输出经过一个输出双向三态门(74LS245)与数据总线相连。(4) 数据寄存器DR1和DR2向运算器ALU提供运算的数据。D7D0是数据输入端，Q7Q0数据的输出端。DR1数据分两半，数据的高四位输入给左

3、边 74LS181的A端，因此数据寄存器 DR1也叫A寄存器，类似的 DR2也叫B寄存器。(5) 8位数据开关 D7 D0 (在“INPUT DEVICE”中)用来输入参与运算的数据，并 经过一个输入双向三态门(74LS245)与数据总线相连。(6) 数据显示灯(BUS UNIT )已与数据总线相连，用来显示数据总线上的内容。(7) S3、S2、S1、S0、M CN为ALU运算选择控制端，由他们共同决定运算器执行哪一种运算，见表1.1.1.(8) 其中S3、S2、S1、S0为工作方式选择端，由他们决定运算器执行哪一种运算(16种算术或逻辑运算)。(9) M是算术/逻辑运算选择端，M=0时，执行

4、算术运算，算术运算要考虑进位问题 (要受CN影响)。M=1时，执行逻辑运算，逻辑运算不要考虑进位问题(不要受CN影响)。(10) Cn是算术运算的进位控制端，低电平有效。Cn=0(低电平)，表示有进位，运算时相当于在最低位加进位 1, Cn=1 (高电平)，表示无进位。逻辑运算与 Cn无关。(11) ALU-B是输出三态门的控制端，控制运算器的运算结果是否送到数据总线BUS上。含义是AL5 B,低电平有效。(12) SW-B是输入三态门的控制端，控制“ INPUT DEVICE ”中的8位数据开关 D7 D0 的数据是否送到数据总线 BUS上。含义是 SWITCH BUS,低电平有效。(13)

5、 LDDR1是寄存器DR1存数控制信号，LDDR猊寄存器DR2存数控制信号。他们的含 义是LOAD DR1和LOAD DR2都是高电平有效。(14) 74LS181ALU算术/逻辑运算功能表1.1.1所示：表 1.1.1工作方式选舞S3 S2 SI SO正逻辑输入与输出M=H逻辑遥 算(Cn任意)|M=L算术运算Cn=H 无进位Cn-L 有进位L L L LAAA加!L L L HA+万A+B(A+B)加1L L H LABA+田CA+Z?)加 1LLHHLHLLLHLH逻辑0 ABB减1 A加AB(A+B)力口 A 50A加加(A+B)加 AB 加 1L M H LA©B七减B减1

6、A减RL H H HABA百减1ABH L L LA加ABA力口 AB加1 tH L L HA加BA加B加1H L H LBA+B力日ABA+ B 力口 AB 力口 1H L H HABAB减1AB11HLLHHLHHHHL逻辑1A* BA+BA加A A+R)加 A(A+B )加 AA加A加】(Aj乎加A加1 (A+万)加A加tH H H HAA减A3）实验步骤：（1）按照连线图准确连接线路；*以练习一输入数据操作为例说明数据的处理过程*（2） 将数据10101010 （ INPUT DEVICE为：上下上下上下上下）准备存入DR1寄存 器内；（3）将SWITCH UNIT的SW-B、ALU-

7、B、LDDR1、LDDR2开关分别调成：下上上下 （0110）,通过 BUS UNIT 模块显示灯 B7-B0 显示 10101010;（4） 按下T4 （KK2 ）微动脉冲开关将数据传入DR1寄存器内；（5）关闭LDDR1控制开关，即向下拨动按钮（使 LDDR1=0 ）;（6） 按照25步做法，将数据 01010101 （ INPUT DEVICE调整数据开关状态为：下上下上下上下上）存入DR2寄存器（存数时，LDDR1=0 , LDDR2=1 ,完成后使LDDR2=0 ）;（7）将 SWITCH DEVICE 中 SW-B、ALU-B、S3、S2、S1、S0、M、CN、LDDR1 及LDD

8、R2控制开关分别调成练习中对应状态，检查BUS UNIT中数据显示灯是否与表格结果一致。（结果见实验结果部分）。根据实验原理以及逻辑运算功能表，其它练习的实验步骤上述此实验步 骤的基础上进行，按照实验给出的数据进行更换，再按照要求进行操作。3. 实验结果和数据处理: 实验结果记录表：练习一B练习二选项DR1DR2S3 S2 S1 S0逻辑运算（M=1、Cn 任意）算术运算（M=0 ）Cn=1（无进位）Cn=0（有进位）BAA550 0 0 1F= (00000000)F= (11111111)F= (00000000)JFFFF10 0 1F= (11111111F= (1111111。F=

9、(11111111)O55011110F= (01010101F= (01010100F= (01010101)练习三A练习四B4. 结论通过此次实验，我进一步地了解到了算术逻辑运算器的工作原理，掌握了实验器材的使用方法。在实验中，我按照PPT的连线指示，以及实验要求及步骤一步一步地把实验完成，并且对计算机组成有了进一步的了解。为了进一步的验证实验结果的准确性，我先对课后的练习题进行人为的算术计算，再对其进行机器算术计算，经验证后，让我更加印象深刻， 也从中领悟到一些实验的窍门。通过算术逻辑运算器可以进行逻辑运算与算术运算，要实现这些功能需要 ALU运算选择控制端（S3、S2、S1、S0）、1

10、个算术/逻辑运算选择端（MP和1 个算术运算的进位控制端（CN共同控制。输出三态门控制端（ ALU-B）和输入三态门端控 制（SW-B。5. 问题与讨论及实验总结实验过程中，我都是按照实验指导书的要求及步骤来做的，基本上不出现问题， 只是在实验的时候，由于一些实验器材本身的问题，曾一再导致实验结果不能正确得出。刚开始时我还以为是我和组员的操作步骤上出现了点问题，于是我们借用旁边的机器再进行了一次一模一样的操作，后来才发现了是机器自身的问题。 所以当遇到问题时不要固步自封， 要相信 自己并努力寻求解决方案。6. 思考选择题：（单选题）1、（ A ）2、（ A）3、（B）4、（A ）5、（ A ）

11、6、（ B）7、（B）8、（B）二、进位控制运算器1、实验目的与要求：1) 验证带进位控制的算术运算发生器的功能2) 按给定的数据完成几种指定的算术运算2、实验方案:r-w数据纪荥切!> 74LS74ALUBOMOSW.B3数据开美S3 O- S2OSI O SOOLDPR2Oq1)进位控制运算器的实验原理图:CN+4 F3代I -ALU(LSI) CN AJ A0B3 -B0 |A AAA AjTQ7n+-Q4 ?3卜“。0 DR11273) D7-图1-3进位控制运算器实验原理图2)原理图说明：(1) 该实验电路是在算术运算器实验电路的基础上增加进位控制部分，进位控制部分电路主要由一

12、个74LS74锁存器组成，运算器的高位进位进入74LS74锁存器里。(2) AR是74LS74锁存器的控制信号，低电平有效，与T4脉冲信号配合，可打开锁存 器把进位结果存入其内。(3) CY是高位进位标志信号，连接一个发光二极管显示进位情况，当高位有进位时灯亮，无进位时灯灭。3) 实验步骤：(1)在算术逻辑运算器试验连线的基础上，根据连线图多加一条ALU UNIT与SWITCHUNIT之间的AR接线。*以下为练习一操作为例*(2)参考实验一的算术逻辑运算实验，将 10101010和00000001分别存入 DR1和DR2寄存器；(3) 存完后，对进位标志清零将 AR、S3、S2、S1、S0、M

13、置为0,然后按下微动开关 KK2 清零后，实验仪进位灯 CY灭；(4) 按照表格(A)所记，分别将 AR、S3、S2、S1、S0、M、CN开关调至对应状态，并 查看BUS UNIT中B7B0显示是否与表格相一致；(5) 按下T4微动脉冲开关(KK2)，检查ALU UNIT上CY指示灯状态。若不亮，说明没 有进位；若亮起，说明有进位；(6) 按照表格(B)所记，重复第 4、5步，检查CY灯状态是否正确。3、实验结果和数据处理:实验结果记录表:练习一B练习二B4、结论通过此次实验，我进一步地了解到了进位控制运算器的工作原理，掌握了实验器材的使用方法。在实验中，我按照PPT的连线指示，以及实验要求及步骤一步一步地把实验完成，并且对计算机组成有了进一步的了解。为了进一步的验证实验结果的准确性，我先对课后的练习题进行人为的算术计算，计算其是否有进位，判断其是灯亮还是灯灭，再对其进行机器算术计算，经验证后，让我更加印象深刻， 也从中领悟到一些实验的窍门。实验中进位运算通过AR端控制(低电平有