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計算機組成原理實驗,1/25,一、實驗?zāi)康?三、實驗原理,四、實驗連線,五、實驗步驟,實驗一 8位算術(shù)邏輯運算實驗,二、實驗設(shè)備,2/25,一、實驗?zāi)康?掌握算術(shù)邏輯運算器單元ALU（74LS181） 的工作原理。 掌握模型機運算器的數(shù)據(jù)傳送通路組成原理。 驗證74LS181的組合功能。 按給定數(shù)據(jù)，完成實驗指導書中的算術(shù)／邏輯運算。,3/25,二、實驗設(shè)備（平臺）DVCC實驗機平面圖,4/25,三、實驗原理,運算器由兩片74LS181以并/串形式構(gòu)成8位字長的ALU。,運算器的輸出經(jīng)過一個三態(tài)門（74LS245）和數(shù)據(jù)總線相連。,運算器的兩個數(shù)據(jù)輸入端分別由兩個鎖存器（74LS273）鎖存。,鎖存器的輸入連至數(shù)據(jù)總線，數(shù)據(jù)開關(guān)（INPUT DEVICE）用來給出參與運算的數(shù)據(jù)，并經(jīng)過一三態(tài)門（74LS245）和數(shù)據(jù)總線相連。,數(shù)據(jù)顯示燈（BUS UNIT）已和數(shù)據(jù)總線相連，用來顯示數(shù)據(jù)總線內(nèi)容。,5/25,74LS181芯片外特性,6/25,74LS181功能表,7/25,運算器數(shù)據(jù)通路圖(圖3-1),DR1,DR2,數(shù)據(jù)輸入三態(tài)緩沖器門控信號 SWB ,數(shù)據(jù)輸出三態(tài)緩沖器門控信號ALUB,數(shù)據(jù)鎖存DR1打入脈沖信號 LDDR1 ,數(shù)據(jù)鎖存DR2打入脈沖信號 LDDR2,運算器的輸入由兩個鎖存器74LS273鎖存并送入運算器,運算器的數(shù)據(jù)來源由8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD0-KD7輸入,運算器由兩片74LS181并/串而成,運算器的輸出經(jīng)過三態(tài)門74LS245到BUSD0-D7,內(nèi)部數(shù)據(jù)線通過LZD0-D7顯示燈顯示,運算器的輸入經(jīng)過三態(tài)門74LS245到外部數(shù)據(jù)總線并送入鎖存器鎖存,8/25,運算器數(shù)據(jù)通路圖(簡化版),9/25,四、實驗連線,仔細查看試驗箱，按以下步驟連線 1）ALUBUS連EXJ3 2) ALU01連BUS1 3) SJ2連UJ2 4) 跳線器J23上T4連SD 5) LDDR1,LDDR2,ALUB,SWB四個跳線器撥在左邊 6) AR跳線器撥在左邊，同時開關(guān)AR撥在“1”電平,10/25,四、實驗連線-未連線,11/25,四、實驗連線-ALUBUS連EXJ3,12/25,四、實驗連線- ALU01連BUS1,13/25,四、實驗連線- SJ2連UJ2,14/25,四、實驗連線-跳線器J23上T4連SD,J23上的T4連SD,15/25,LDDR1,LDDR2,ALUB,SWB四個跳線器撥在左邊,LDDR1跳線撥左邊,LDDR2跳線撥左邊,ALUB跳線撥左邊,SWB跳線撥左邊,16/25,AR跳線器撥在左邊，同時開關(guān)AR撥在“1”電平,AR跳線撥左邊,AR開關(guān)撥“1”,17/25,四、實驗連線-連線及跳線完畢,18/25,五、實驗步驟,19/25,20/25,步驟2. 8位運算數(shù)據(jù)的置入,開始實驗時，右下方的“停止運行控制”開關(guān)向上設(shè)置為 運行狀態(tài)； 調(diào)撥8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD7-KD0為00110101（35H） ，準備向DR1送二進制數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)輸出三態(tài)緩沖器門控信號ALUB=1（關(guān)閉）。 數(shù)據(jù)輸入三態(tài)緩沖器門控信號 SWB=0（打開）。 數(shù)據(jù)鎖存DRi控制信號LDDR1=1（打開），同時，LDDR2=0（關(guān)閉）。 打入脈沖信號T4 ，將數(shù)據(jù)35H置入DR1。 重復步驟2-6，其中的步驟5 將LDDR1與LDDR2互換，即可將數(shù)據(jù)48H置入DR2。,21/25,步驟2. 8位運算數(shù)據(jù)的置入,通過8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD0-KD7輸入35H,關(guān)閉輸出三態(tài)門 ALUB=1,打開輸入三態(tài)門 SWB=0,打開DR1控制信號LDDR1=1,關(guān)閉DR2控制信號LDDR2=0,打入脈沖信號T4,通過8位數(shù)據(jù)開關(guān)KD0-KD7輸入48H,按下“復位”鍵 發(fā)出總清信號,22/25,步驟3.檢驗DR1和DR2置入的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)輸出三態(tài)緩沖器門控信號ALUB=0（打開）； 數(shù)據(jù)輸入三態(tài)緩沖器門控信號SWB=1（關(guān)閉）； 數(shù)據(jù)鎖存DRi控制信號LDDR1、LDDR2=0（關(guān)閉） 設(shè)置開關(guān)M 、開關(guān)S3、S2、S1、S0 相應(yīng)值 如M=1，S3、S2、S1、S0=1111，驗證8位數(shù)據(jù) DR1；S3、S2、S1、S0=1010驗證8位數(shù)據(jù)DR2。,步驟3.檢驗DR1和DR2置入的數(shù)據(jù),打開輸出三態(tài)門 ALUB=0,關(guān)閉輸入三態(tài)門 SWB=1,關(guān)閉DR1控制 LDDR1=0,關(guān)閉DR2控制 LDDR2=0,設(shè)置功能選擇開關(guān)M=1 S3S2S1S0=1111，驗證DR1置入數(shù)據(jù),設(shè)置功能選擇開關(guān)M=1 S3S2S1S0=1010，驗證DR2置入數(shù)據(jù),驗證DR1置入數(shù)據(jù),驗證DR2置入數(shù)據(jù),23/25,24/25,步驟4、5.驗證74LS181的算術(shù)和邏輯運算功能,在給定DR1=35H、DR2=48H的情況下，改變算術(shù)邏輯運算功能發(fā)生器的功能設(shè)置，觀察運算器的輸出。 將輸出結(jié)果填入實驗報告表中，并和理論分析進行比較、驗證。,25/25,表3-1 實驗數(shù)據(jù)輸出表,