文档介绍：

实验一运算器组成实验

实验目的

熟悉Logisim软件平台。

掌握运算器基本工作原理

掌握运算溢出检测的原理和实现方法;

理解有符号数和无符号数运算的区别;

理解基于补码的加/减运算实现原理;

熟悉运算器的数据传输通路。

实验环境

Logisim是一款数字电路模拟的教育软件,每一位用户都可以通过它来学****如何创建逻辑电路,方便简单。它是一款基于Java的应用程序,可运行在任何支持JAVA环境的平台,方便学生来学****设计和模仿数字逻辑电路。Logisim中的主要组成部分之一就在于设计并以图示来显示CPU。当然Logisim中还有其他多种组合分析模型来对你进行帮助,如转换电路,表达式,布尔型和真值表等等。同时还可以重新利用小规模的电路来作为大型电路的一部分。

isim/docs.html

实验内容

Logism实验

学****使用Logism工具栏上的功能

学会使用子电路,并能将子电路放到main电路中使用

学****使用时钟,并能使用时钟单步或自动运行

学会使用分线器,理解线宽的概念

学会使用隧道,学****使用探测器,了解logisim数据监测方法。

熟悉按键、LED,数码管等基本输出设备

注(此部分要求可在作中学,相应部分在后续实验中均有要求,简单熟悉平台后可直接跳越到实验2)

74LS181试验

构建8位运算器。在logisim平台中利用现有的74LS181子电路,构建一个8位运算器,可支持有符号数无符号数加减运算的溢出检测(请仔细思考其对应逻辑),相应逻辑电路的生成可以手工绘制

,也可以用logisim中分析电路功能,采用表达式或者真值表自动生成电路,请注意学****相应功能。

8位运算器封装实验。将第一步实现的8位运算器电路,封装成子电路,该子电路封装基本抽象如下:

X,Y,Z,S均应封装成单一引脚,需要细分时请用数据分线器,封装时各引脚以及电路必须用文字标注。

运算符功能

S3-S0

十进制

运算

0000

0

加法

0001

1

减法

0010

2

与

0011

3

或

S3-S0与74181电路运算符并不对应,请用logisim的分析电路功能生成相应逻辑实现(操作符对应部分选作,也可直接使用74181的定义,此部分实现额外加分)。

封装好电路后,在主电路中测试自己的封装。X,Y,Z,S的值均需通过隧道,和探测器在主电路最上面一行用10进制方式显示,便于检查。

学生掌握技能

74181电路使用

无符号数加法溢出检测

无符号数减法溢出检测

有符号数加法、减法溢出检测

熟悉logisim 基本部件使用

掌握logisim的子电路的使用封装方法

掌握隧道和探测器使用方法

掌握分线器的使用方法

掌握部件标注的方法

掌握利用逻辑表达式、真值表自动生成电路的方法

运算通路实验。利用上述步骤封装的8位运算器子电路,以及寄存器模块,构建一个可自动计算等差数列求和的运算器电路,(不允许使用其他功能模块,运算由时钟驱动,每一个时钟完成一次加法),可设置等差数列初始值以及等差值。(求和的值利用16位进制数码管输出显示) (扩展部分,可加分)

如设置初始值为1,等差值为1,应该能自动完成1+2+3+4+5+6+7+8

如设置初始值为0,等

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