1、计算机组成原理实验指导书实验一 算术逻辑运算实验一实验目的1掌握简单运算器的数据传送通路。2验证算数逻辑运算功能发生器(74LS181)的组合功能。二实验设备TDN-CM 计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。三实验内容1实验原理实验中所用的运算器数据传送通路如图 1-1 所示。图 1-1运算器数据传送通路1实验一 算数逻辑运算实验其中运算器由两片 74LS181 以并/串形式构成 8 位字长的 ALU。运算器的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器(74LS373)锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关(“DATA UNIT”)用来给
2、出参与运算的数据，并经过一三态门(74LS245)和数据总线相连，数据显示灯“(BUS UNIT)已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。图 1-1 中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同，不再说明)，其中除 T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“JT UNIT”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“JT UNIT”的 T4 接至“STATE UNIT”的微动开关 KK2 的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲，而 S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B 各电平控制信号用“SWITCH
3、UNIT中的二进制数据开关来模拟，其中 Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效，LDDR1、LDDR2 为高电平有效。2实验步骤(1)按图 1-2 连接实验线路，仔细查线路无误后，接通电源。图 1-2实验接线图2计算机组成原理实验指导书(2)用二进制数码开关向 DR1，和 DR2 寄存器置数。具体操作步骤图示如下。注意：检验 DR1 和 DR2 中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门(SW-B=1)，打开 ALU 输出三态门(ALU-B=0)，当置 S3、S2、S1、S0、M 为 1 1 1 1 1 时，总线指示灯显示 DR1 中的数，而置成 1 0 1 0 1 时总线指示灯显示 D
4、R2 中的数。(3)验证 74LS181 的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)根据教材第 49 页 74LS181 算术逻辑运算功能表，通过改变 S3、S2、S1、S0、Cn、M 信号对应的开关状态，使运算器的完成不同的运算功能，观察运算器的输出，将实验结果填入表 1-1 中。（表中前两行是以 DR1=65H、DR2=A7H 为例的实验结果，学生可以选择用其他数据进行运算。）表 1-1实验数据记录表工作方式选择逻辑运算算术运算 M=0DR1DR2无进位有进位S3、S2、S1、S0M=1Cn=1Cn=065HA7H0000( 9AH )( 65H )( 66H )65HA7H0001( 18H
5、 )( E7H )( E8H )00100011010001010110011110001001101010111100110111101111(4)将表 1-1 中记录的实验数据与理论值进行比较，验证运算器功能。如果实验结3实验一 算数逻辑运算实验果与理论值不符，应分析原因或重做。(5)关闭电源，小心拔下实验线路，整理完毕，放入实验箱中。四实验要求1.做好实验预习，掌握运算器的数据传送通路和 ALU 的功能特性，理解实验原理，并熟悉本实验中所用的控制台开关的作用和使用方法。2.按照实验步骤，认真完成实验，记录有关数据结果，填入表 1-1 中。3.书写实验报告，内容包括：实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤。画出表 1-1 并填上实验结果。比较实验结果值与理论值，并对实验结果值进行分析，写出实验结论。记录出现故障的现象，并对故障进行分析，说明排除故障的思路及故障性质。写出值得讨论的其他问题。4
