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实验一运算器实验
一、实验目的:
.掌握运算器的组成及工作原理;1
2.了解4位函数发生器74LS181的组合功能,熟悉运算器执行算术操作和逻辑操
作的具体实现过程;
3.验证带进位控制的74LS181的功能。
二、实验设备:
EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套,排线若干。
三、预习要求:
1复习本次实验所用的各种数字集成电路的性能及工作原理;
2预习实验步骤,了解实验中要求的注意之处。
四、实验原理:
运算器的结构框图如图1-1示。
图1-1运算器的结构框图
算术逻辑单元ALU是运算器的核心。此处由四片74LS181(U7、U8、U9、U10)
以并/串形式构成16位运算器。它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运
算,74LS181有高电平和低电平两种工作方式,高电平方式采用原码输入输出,低电平
方式采用反码输入输出,这里采用高电平方式。算术逻辑单元ALU是74LS181的功能
控制条件由S3、S2、S1、S0、M、Cn决定。高电平方式的74LS181的功能、管脚分配
和引出端功能符号详见表1-1、图1-2和表1-2。
四片74LS273(U3、U4、U5、U6)构成两个16位数据暂存器,其控制信号分别为
LDR1和LDR2,当LDR1和LDR2为高电平有效时,在T4脉冲的前沿,总线上的数据
被送入暂存器保存。74LS273的管脚分配和引出端功能符号详见图1-3
两个三态门74LS244(U11、U12)作为运算器的输出缓冲器由ALU-G信号控制,
ALU-G为“0”时,三态门开通,此时其输出等于其输入;ALU-G为“1”时,三态门
关闭,此时其输出呈高阻。其管脚分配和引出端功能符号详见图1-4。
74LS181功能表见表1-1,其中符号“+”表示逻辑“或”运算,符号“*”表示
逻辑“与”运算,符号“/”表示逻辑“非”运算,符号“加”表示算术加运算,符号
“减”表示算术减运算。
选择M=1M=0算术操作
S3S2S1S0逻辑操作Cn=1(无进位)Cn=0(有进位)
0000F=/AF=AF=A加1
0001F=/(A+B)F=A+BF=(A+B)加1
0010F=/A*BF=A+/BF=(A+/B)加1
0011F=0F=-1F=0
0100F=/(A*B)F=A加A*/BF=A加A*/B加1
0101F=/BF=(A+B)加A*/BF=(A+B)加A*/B加1
0110F=(/A*B+A*/B)F=A减B减1F=A减B
0111F=A*/BF=A*/B减1F=A*/B
1000F=/A+BF=A加A*BF=A加A*B加1
1001F=/(/A*B+A*/B)F=A加BF=A加B加1
1010F=BF=(A+/B)加A*BF=(A+/B)加A*B加1
1011F=A*BF=A*B减1F=A*B
1100F=1
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