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太原工业学院计算机工程系
成绩:
计算机原理课程实验报告
课 程 : 计算机组成原理
姓 名 :
专 业 : 网络工程
学 号 : 1820552
日 期 : 2020
年
05
月
太工计算机工程系
计算机原理实验室
1
计算机原理实验室实验报告
实验一:运算器实验
实验环境
PC 机+Win10+proteus 仿真器
实验日期
2020.05.2
8
一.实验内容
1.熟悉 proteus 仿真系统
2.设计并验证 4 位算数逻辑单元的功能
3.(扩展)实现 ALU 输入输出锁存
4.(扩展)实现 8 位算数逻辑运算单元
2
计算机原理实验室实验报告
二.理论分析或算法分析(文字描述以及算法流程图,包括基本与扩展要求的
分析与设计思路描述)
计算机运算器是以算术逻辑运算单元(ALU)为核心、通过 CPU 内部总
线获取或发送数据、可以完成算数逻辑和位运算的数字电路部件。本实验要求
设计实现运算器的 ALU 部分,可以使用 74 系列已有的算术逻辑芯片来实
现 , 74 系 列 芯 片 中 已 有 的 算 术 逻 辑 运 算 芯 片 有 : 7483 ( 4 位 位 全 加
器)、74181(四位算术逻辑单元)、74283(4 位全加器)等,其中只有
181 具备完整的算术逻辑运算,因此本实验选用 74181 来实现 ALU。
74181 功能真值表如下:
上表中 A 和为两组输入数据;汉字“加”、“ 减”为算数运
算; +为逻辑或、/为逻辑非、田为逻辑异或、● 为逻辑与(已省
略)
3
计算机原理实验室实验报告
本实验增加必要的 74 系列门电路来实现 ALU 的设计,多片 181 间进位
信号,由于最多只实现 8 位二进制运算,所以不采用超前进位方式实现。本
实验拟验证以下运算:
算数运算:A+B、A+B+1、A-B、A-B-1、A+1、A-1
逻辑运算(借用 C++语言逻辑运算符):A&B、A|B、A^B、!A
为了实现给 ALU 提供数据和显示 ALU 运算结果,选用了 Proteus 中 DIPSW8
作为输入开关设备、RESPACK8 为上拉电阻、7SEG-BCD 为输出显示设备。
针对扩展要求中的 4 位算术逻辑运算部件实现输入输出锁存,使用 D 锁
存器,和脉冲激励源。
74ls373 三态输出的八 D 锁存器,373 的输出端 Q0~Q7 可直接与总
线相连。当锁存允许端 LE 为高电平时,Q 随数据 D 而变。当 LE 为低电平
时,D 被锁存在已建立的数据电平。
74ls373 仿真图:
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