计算机组成原理实验二 运算器实验 报告 参考

计算机组成原理实验二的核心是运算器实验，旨在深入理解算术逻辑运算单元（ALU）的工作原理，熟悉简单运算器的电路组成，并掌握特定集成电路74LS181的算术和逻辑运算功能。这个实验在多思计组原理虚拟实验室环境中进行，报告中包含了电路图和其他相关资源。 实验主要涉及以下知识点： 1. **算术逻辑运算单元（ALU）**：ALU是计算机硬件中的核心组件，能够执行基本的算术和逻辑运算。在实验中，通过4位的74LS181芯片实现ALU，该芯片能够处理加法、减法、逻辑与、逻辑或、异或等操作。通过控制信号S3、S2、S1、S0可以选择不同的运算类型，而M信号决定是进行算术运算还是逻辑运算。 2. **74LS181运算功能发生器**：74LS181是一种4位的可编程逻辑部件，具有多种算术和逻辑功能。当M信号为0时，执行算术运算，如加法、减法；当M信号为1时，执行逻辑运算。S3-S0的组合可以设置不同的运算模式。 3. **数据锁存器74LS273**：8位的74LS273用于暂时存储数据，其特性是在时钟脉冲上升沿锁存输入数据。在实验中，DR1和DR2分别作为两个工作寄存器，用于存储待运算的操作数。 4. **三态输出的8组总线收发器74LS245**：74LS245作为三态门，控制数据在总线上的传输。ALU-BUS信号控制ALU的输出是否连接到数据总线，SW-BUS信号控制开关数据是否传送到数据总线。 5. **控制信号**：包括M、S3-S0、Cn、Cn+4、P1、P2、MR等，这些信号控制着运算器的不同操作，如模式选择、进位、数据读写等。 6. **实验步骤**：包括绘制实验电路、预设置电路、打开电源、通过数据开关向DR1和DR2置数等。例如，设置DR1和DR2的值需要在适当的时钟脉冲上升沿（P1和P2）将数据输入，并确保ALU-BUS为高电平以关闭ALU的输出。 通过这个实验，学生不仅能够了解ALU的内部运作，还能实际操作和调试电路，增强对计算机硬件基础的理解。同时，实验报告的编写有助于巩固理论知识，提升问题解决和分析能力。