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計(jì)算機(jī)組成原理運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 成績(jī): 計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程:計(jì)算機(jī)組成原理姓名:袁通專業(yè):軟件工程學(xué)號(hào):152056136日期:2017年6月太原工業(yè)學(xué)院計(jì)算機(jī)工程系實(shí)驗(yàn)一:運(yùn)算器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)環(huán)境PC機(jī)+Win2007(旗艦版+proteus仿真器實(shí)驗(yàn)日期2017.6.6實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[基本要求]熟悉proteus仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)并驗(yàn)證4位算數(shù)邏輯單元的功能[擴(kuò)展要求]1.實(shí)現(xiàn)8位二進(jìn)制算數(shù)邏輯單元[思考內(nèi)容]思考單總線,雙總線和三總線結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上的異同理論分析或算法分析理論分析:ALU能進(jìn)行多種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。4位ALU-74LS181能進(jìn)行16種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算,功能表如下所示:工作選擇邏輯運(yùn)算(M=1)算術(shù)運(yùn)算(M=0)=1(=0(有進(jìn)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=負(fù)1(補(bǔ)碼形式)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減B減1F=A減B0111F=A/BF=A(/B)減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減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減1F=A基本要求和擴(kuò)展要的主要區(qū)別:基本只利用了一個(gè)74ls181,由A和B兩個(gè)操作數(shù),實(shí)現(xiàn)基本的4位2進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算。而擴(kuò)展要求使用了2個(gè)74ls181,1個(gè)位AB操作數(shù)的第四位第2個(gè)是AB操作數(shù)的高四位,+相連,使低4位運(yùn)算產(chǎn)生的進(jìn)位送進(jìn)高4位運(yùn)算中。實(shí)現(xiàn)8位二進(jìn)數(shù)的16中操作。三.實(shí)現(xiàn)方法(含實(shí)現(xiàn)思路、程序流程圖、實(shí)驗(yàn)電路圖和源程序列表等)(1)設(shè)計(jì)并驗(yàn)證4位算數(shù)邏輯單元的功能:ALU-74LS181引腳說(shuō)明:M=1邏輯運(yùn)算,M=0算術(shù)運(yùn)算引腳說(shuō)明M狀態(tài)控制端M=1邏輯運(yùn)算;M=0算術(shù)運(yùn)算。S3S2S1S0運(yùn)算選擇控制S3S2S1S0決定電路執(zhí)行哪一種算術(shù)A3A2A1A0運(yùn)算數(shù)1,引腳3為最高位B3B2B1B0運(yùn)算數(shù)2,==++4=+4=1無(wú)進(jìn)位;F3F2F1F0F3F2F1F0運(yùn)算結(jié)果,F3為最高位(2)74LS181的A3A2A1A0,B3B2B1B0作為輸入端口,分別輸入二進(jìn)制數(shù)值,然后用運(yùn)算選擇控制端口S3S2S1S0來(lái)選擇執(zhí)行什么操作,通過(guò)改變控制端口的操作來(lái)觀察輸出結(jié)果的不同。(3)實(shí)現(xiàn)輸入輸出鎖存輸入設(shè)備數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)經(jīng)一個(gè)三態(tài)門(74LS273)和數(shù)據(jù)總線相連。輸出設(shè)備經(jīng)一鎖存器(74LS273)實(shí)現(xiàn),蓋鎖存起的輸入端和數(shù)據(jù)總線相連,輸出端以二進(jìn)制的形式輸出結(jié)果。實(shí)驗(yàn)電路如下圖所示:四.實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析(含執(zhí)行結(jié)果驗(yàn)證、輸出顯示信息、圖形、調(diào)試過(guò)程中所遇的問(wèn)題及處理方法等)(一)基本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證74LS181型4位ALU的邏輯算術(shù)功能,填寫下表(下表中的“/”表示求反):S3S2S1S0A3A2A1A0B3B2B1B0算術(shù)運(yùn)算(M=0)邏輯運(yùn)算(M==1(=0(有進(jìn)位)100100011001F=A加B(圖1)F=A加B加1(圖2)F=/(A⊕B)(圖3)圖1圖2圖32.擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展電路圖:S0S1S2S3數(shù)據(jù)A數(shù)據(jù)B算術(shù)運(yùn)算(M=0)邏輯運(yùn)算(M==1(=0(有進(jìn)位)10010001100100011001F=00110010(圖1)F=00110011(圖2)F=11111111(圖3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證圖1圖2圖3思考問(wèn)題:思考單總線,雙總線和三總線結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)上的異同1.單總線結(jié)構(gòu):只有一條系統(tǒng)總線,所有部件通過(guò)系統(tǒng)總線接入。各大部件都連接在單一的一組總線上,故將這個(gè)單總線稱為系統(tǒng)總線。2.雙總線結(jié)構(gòu):在單總線的基礎(chǔ)上增加一條專用于CPU和主存之間的數(shù)據(jù)傳送通路。這種結(jié)構(gòu)保持了單總線系統(tǒng)簡(jiǎn)單、易于擴(kuò)充的優(yōu)點(diǎn),但又在CPU和主存之間專門設(shè)置了一組高速的存儲(chǔ)總線,使CPU可通過(guò)專用總線與存儲(chǔ)器交換信息,減輕了系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。3.三總線結(jié)構(gòu):在雙總線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加I/O總線形成的。其中,系統(tǒng)總線是CPU、主存和通道(IOP)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的公共通道,而I/O總線是多個(gè)外部設(shè)備與通道之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的公共通道。結(jié)論通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)的完成,我學(xué)會(huì)了系統(tǒng)的應(yīng)用,以及怎樣繪制一個(gè)74LS181的寄存器,從而

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總結(jié)

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