运算器数据通路实验.pdfVIP

一、实验名称：

运算器数据通路实验

二、实验目的

1．熟悉函数功能发生器的功能、使用方法。

2．熟悉运算器的数据传送通路。

3．完成几种算逻运算操作，加深对运算器工作原理的理解。

三、实验原理

运算器是计算机中对数据进行运算操作的重要部件，它的核心是ALU函数功能发生器

（由EPM7064S构成），其次还要有存放操作数和运算的中间结果之寄存器以及传送数据的

总线等部分。选用不同的控制信号，运算器可以完成不同的运算功能。

1．函数功能发生器(ALU)的功能。

该函数功能发生器(ALU)，当输入为Aj、Bj，对应输出为Fj(j=0,1,2,3,4,5,6,7)，它

可实现8种不同的算术运算和逻辑算，而且通过对控制参数SEL2～SEL0S0来选择。

2．数据传送通路实验电路方案

实验方案框图见图2—5所示。

图中SA、SB为存放两个现行操作的缓冲寄存器，其中SA兼作存放中间结果的累加器，

并且可以通过SA所连接的八个数据灯显示。SA、SB接收来自总线的数据信息送入ALU进

行算术或逻辑操作。通过移位门将运算操作结果送到总线。并且ALU和总线之间需用三态

门隔离(采用74LS245)。

四、实验内容

1．按照实验电路方案框图，设计一个能完成下列八种补码运算指令

的八位运算器。该运算器实现的八种功能如表2—1所示。

表2—1：

指令助记符代码（SEL2SEL1SEL0）功能

逻辑与ANA000(SA)(SB)→

SA

逻辑或OR001(SA)|(SB)→SA

A取反CMAA010(SA)→SA

1

B取反CMAB011(SB)→SB

减SUB100(SA)-(SB)→SA

加AND101(SA)+(SB)→SA

右移SHR110(SA)右移SA

左移SHL111(SA)右移SA

2.根据运算器设计，选择所需元器件，画出实验电路的详细逻辑图，

对开关，单脉冲等定义。因为和上次实验类似，也是绝大多数的器件

在“数据通路”中已安排好，只要控制各个控制点即可，除了开关组

通过三态传输门(74LS245)的接法和实验一一样外，设置一个指令寄

存器(IR)，用74LS573担当IR。通过八根连接线和“数据通路”中

的八位总线连接起来。

存放ALU的控制信息SEL2～SEL0。为了便于观察IR中内容，可

以在IR的输出端同时接上三个电平显示灯。有的同学如用三个电平

开关设置SEL2～SLE0。当然可以得出结果，但是由于IR是一个不

可缺少的计算机部件，为了达到完整熟悉计算机各组成部分的目的，

这里专门设置了指令寄存器IR。

3．在电路上进行表2—1所列的八种指令的手动操作，每次一条指

令。实验时可由数据开关输入指令码及操作数，予以功能的验证。

4.本实验应实现的操作

K→SA（开关输入的第一个操作数置入SA，LED显示）

K