计算机组成原理实验一：运算器组成实验

一、实验目的

1、熟悉逻辑测试笔的使用方法。
2、熟悉TEC-8模型计算机的节拍脉冲T1、T2、T3；
3、熟悉双端口通用寄存器组的读写操作；
4、熟悉运算器的数据传送通路；
5、验证74LS181的加、减、与、或功能；
6、按给定的数据，完成几种指定的算术、逻辑运算运算。
 
 

二、实验内容

1、实验电路
    图1.1是本实验所用的运算器数据通路图。双端口寄存器组由1片EPM7064组成，内部包含4个8位寄存器R0-3，4选1选择器A、B和1个2-4译码器。根据信号RD1-0的值选择寄存器送往ALU的A端口，根据信号RS1-0的值选择寄存器送往ALU的B端口，当DRW信号为1时，则在T3的上升沿，将数据总线DBUS上的数写入相应寄存器。
    ALU由2片74LS181、1片74LS74、1片74 LS 244、1片74 LS 245和1片74LS30构成。74LS181完成算术逻辑运算，加法和减法同时影响C标志和Z标志，与操作和或操作只影响Z标志。

图1.1运算器组成实验电路图

2、实验任务
    （1）将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。
    （2）接好线后,将编程开关拨到“正常”位置,控制转换开关拨到“独立”位置，合上电源,按CLR#按钮,使TEC-8实验系统处于初始状态。
    （3）用开关SW7到SW0向通用寄存器堆的R0~R3寄存器置数。
    （4）验证ALU的正逻辑算术运算。
    （5）验证逻辑运算功能。
 
 

三、实验环境

软件： Windows7 、串口调试助手。
硬件：
1、微机                                     1台
2、ＴＥＣ－8实验系统              1台
3、数字双踪示波器                   1台
4、逻辑测试笔                          1支
 
 

四、实验步骤与实验结果

    1、控制转换开关拨到“独立”位置，编程开关拨到正常位置，开关DP拔到向上位置。
   实验任务（3）接线表如下：

    2、打开电源。
    3、将数据F0H、10H、0FH、AAH分别写入寄存器R0、R1、R2、R3。
     1）置K6(RD1)=0，K5(RD0)=0，K4（DRW）=1，K3(SBUS)=1，SD7－SD0=F0H。在DBUS上将观察到DBUS=F0H。按QD按钮，将F0H写入R0。
     2) 置K6(RD1)=0，K5(RD0)=1，K4（DRW）=1，K3(SBUS)=1，SD7－SD0=10H。在DBUS上将观察到DBUS=10H。按QD按钮，将10H写入R1。
     3）置K6(RD1)=1，K5(RD0)=0，K4（DRW）=1，K3(SBUS)=1，SD7－SD0=0FH。在DBUS上将观察到DBUS=FFH。按QD按钮，将FFH写入R2。
     4）置K6(RD1)=1，K5(RD0)=1，K4（DRW）=1，K3(SBUS)=1，SD7－SD0=AAH。在DBUS上将观察到DBUS=AAH。按QD按钮，将AAH写入R3。
    4、在A7 ~ A0或B7 ~ B0显示寄存器R0、R1、R2、R3的值。
     1)置K6(RD1)=0，K5(RD0)=0，在A7~A0上将观察到F0H。
     2)置K6(RD1)=0，K5(RD0)=1，在A7~A0上将观察到10H。
     3)置K6(RD1)=1，K5(RD0)=0，在A7~A0上将观察到0FH。
     4)置K6(RD1)=1，K5(RD0)=1，在A7~A0上将观察到AAH。
注：也可以从B7~ B0显示R0、R1、R2、R3的值。
    5、ALU算术逻辑运算功能验证。
  实验任务（4）（5）接线表：

   (1)当M=1时进行逻辑运算。
     1)置K6(RD1)= 0和K5(RD0)=1,K2(RS1)=1和K1(RS0)=1,K3(SBUS)=1,K4(DRW)=1,K8(LDC)=1，K9(ABUS)=1,K10(CIN)=1,K11(S3)=0，K12(S2)=0，K13(S1)=0，K14(S0)=0,K15(M)=1。在数据总线DBUS上观察到逻辑运算结果11101111。按QD按钮，观察到进位C为0。
     2)其他开关设置都不变，只改变K11(S3)，K12(S2)，K13(S1)，K14(S0)的设置，观察其它15种逻辑运算结果，并按QD按钮，观察进位C。
   (2)当M=0时进行算术运算。
     1)
置 K6(RD1)= 0和K5(RD0)=1,K2(RS1)=1和K1(RS0)=1,K3(SBUS)=1,K4(DRW)=1,K8(LDC)=1，K9(ABUS)=1,K10(CIN)=1,K11(S3)=0，K12(S2)=0，K13(S1)=0，K14(S0)=0,K15(M)=0。在数据总线DBUS上观察到逻辑运算结果00010000。按QD按钮，观察到进位C为0。
     2)其他开关设置都不变，只改变K11(S3)，K12(S2)，K13(S1)，K14(S0)的设置，观察其它15种算术运算结果，并按QD按钮，观察进位C。

实验结果：（A端口数据(R1)=10H，B端口数据(R3)=AAH）

               表1-1 算术/逻辑实验结果
 
 
六、实验结果讨论
1、任务（4）的实验结果如下：
在DBUS上显示R0-R3的结果如表1-2，实验数据与理论数据相符。

                                   表1-2

2、任务（5）的实验结果如表所示，实验数据与理论数据相符。

 
 
七、总结
（1）多翻书，多思考，基本上都能在书里找到
（2）第一次写博客，有什么问题还希望帮忙看一下
 
 
附：
74LS181 ALU算数/逻辑运算功能表

最后

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