文档介绍：

计算机组成原理运算器实验————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 成绩: 计算机原理实验室实验报告课程:计算机组成原理姓名:袁通专业:软件工程学号:152056136日期:2017年6月太原工业学院计算机工程系实验一:运算器实验实验环境PC机+Win2007(旗舰版+proteus仿真器实验日期2017.6.6实验内容[基本要求]熟悉proteus仿真系统设计并验证4位算数逻辑单元的功能[扩展要求]1.实现8位二进制算数逻辑单元[思考内容]思考单总线,双总线和三总线结构在设计上的异同理论分析或算法分析理论分析:ALU能进行多种算术运算和逻辑运算。4位ALU-74LS181能进行16种算术运算和逻辑运算,功能表如下所示:工作选择逻辑运算(M=1)算术运算(M=0)=1(=0(有进位)0000F=/AF=AF=A加10001F=/(A+B)F=(A+B)F=(A+B)加10010F=(/A)BF=A+/BF=(A+/B)加10011F=0F=负1(补码形式)F=00100F=/(AB)F=A加A(/B)F=A加A/B加10101F=/BF=(A+B)加A/BF=(A+B)加A/B加10110F=A⊕BF=A减B减1F=A减B0111F=A/BF=A(/B)减1F=A(/B)1000F=/A+BF=A加ABF=A加AB加11001F=/(A⊕B)F=A加BF=A加B加11010F=BF=(A+/B)加ABF=(A+/B)加AB加11011F=ABF=AB减1F=AB1100F=1F=A加AF=A加A加11101F=A+/BF=(A+B)加AF=(A+B)加A加11110F=A+BF=(A+/B)加AF=(A+/B)加A加11111F=AF=A减1F=A基本要求和扩展要的主要区别:基本只利用了一个74ls181,由A和B两个操作数,实现基本的4位2进制数的运算。而扩展要求使用了2个74ls181,1个位AB操作数的第四位第2个是AB操作数的高四位,+相连,使低4位运算产生的进位送进高4位运算中。实现8位二进数的16中操作。三.实现方法(含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等)(1)设计并验证4位算数逻辑单元的功能:ALU-74LS181引脚说明:M=1逻辑运算,M=0算术运算引脚说明M状态控制端M=1逻辑运算;M=0算术运算。S3S2S1S0运算选择控制S3S2S1S0决定电路执行哪一种算术A3A2A1A0运算数1,引脚3为最高位B3B2B1B0运算数2,==++4=+4=1无进位;F3F2F1F0F3F2F1F0运算结果,F3为最高位(2)74LS181的A3A2A1A0,B3B2B1B0作为输入端口,分别输入二进制数值,然后用运算选择控制端口S3S2S1S0来选择执行什么操作,通过改变控制端口的操作来观察输出结果的不同。(3)实现输入输出锁存输入设备数据开关经一个三态门(74LS273)和数据总线相连。输出设备经一锁存器(74LS273)实现,盖锁存起的输入端和数据总线相连,输出端以二进制的形式输出结果。实验电路如下图所示:四.实验结果分析(含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等)(一)基本实验验证74LS181型4位ALU的逻辑算术功能,填写下表(下表中的“/”表示求反):S3S2S1S0A3A2A1A0B3B2B1B0算术运算(M=0)逻辑运算(M==1(=0(有进位)100100011001F=A加B(图1)F=A加B加1(图2)F=/(A⊕B)(图3)图1图2图32.扩展实验扩展电路图:S0S1S2S3数据A数据B算术运算(M=0)逻辑运算(M==1(=0(有进位)10010001100100011001F=00110010(图1)F=00110011(图2)F=11111111(图3)实验结果验证图1图2图3思考问题:思考单总线,双总线和三总线结构在设计上的异同1.单总线结构:只有一条系统总线,所有部件通过系统总线接入。各大部件都连接在单一的一组总线上,故将这个单总线称为系统总线。2.双总线结构:在单总线的基础上增加一条专用于CPU和主存之间的数据传送通路。这种结构保持了单总线系统简单、易于扩充的优点,但又在CPU和主存之间专门设置了一组高速的存储总线,使CPU可通过专用总线与存储器交换信息,减轻了系统的负担。3.三总线结构:在双总线系统的基础上增加I/O总线形成的。其中,系统总线是CPU、主存和通道(IOP)之间进行数据传送的公共通道,而I/O总线是多个外部设备与通道之间进行数据传送的公共通道。结论通过这次实验的完成,我学会了系统的应用,以及怎样绘制一个74LS181的寄存器,从而

内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.