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《计算机组成原理与系统结构》实验指导书 (2).docx

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实验1 运算器组成实验

实验序号：1

适用专业：计算机科学与技术

实验名称：运算器组成实验

学时数：4 学时

一、实验目的

1、掌握简单运算器的数据传送通路。

2、验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。

二、实验原理

实验中所用的运算器数据通路如图 1-1 所示。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（“INPUT DEVICE”）用来给出参与运算的数据，

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 运算器数据通路

图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，其他均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连

至“W/R UNIT”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“W/R 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 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。

三、实验内容

1、按照图 1-2 连接实验线路，仔细查线无误后，接通电源。

图

1－2 实验

连接图

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：

三态门

寄存器DR1

寄存器DR2

(01100101)

(10100111)

ALU-B=1

SW-B=0

LDDR1=1

LDDR2=0

T4=

LDDR1=0

LDDR2=1

T4=

检验 DR1 和 DR2 中存的数据是否正确，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 11111 时，

总线指示灯显示 DR1 中的数，而置成 10101 时总线指示灯显示 DR2 中的数。

3、验证 74LS181 的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）

在给定 DR1＝65、DR2＝A7 的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的

输出，填入下表 1-1 中，并和理论分析进行比较、验证。

表 1－1

M=0（算术运算）

M=1

Cn=1

（逻辑运算）

无进位

F=(65)

F=(E7)

F=(7D)

F=( )

有进位

F=(66)

F=(E8)

F=(7E)

F=( )

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

F=(9A)

F=(18)

F=(82)

F=( )

四、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。

五、实验预习要求

1、复习运算器的基本组成与工作原理。

2、掌握 74LS181 的工作原理。

六、实验报告

1、按照表 1-1 填写实验结果

2、分析、总结实验结果

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