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1、.算术逻辑运算实验报告一实验目的1了解运算器的组成结构。2掌握运算器的工作原理。3学习运算器的设计方法。4掌握简单运算器的数据传送通路。5验证运算功能发生器74LS181的组 合功能。二实验设备TDN-CM+或 T DN-CM+教学实验系统一套。三实验原理实验中所用的运算器数据通路图如图2.6-1 。图中所示的是由两片74LS181芯片以并 / 串形式构成的 8 位字长的运算器。 右方为低 4 位运算芯片，左方为高 4 位运算芯片。低位芯片的进位输出端Cn+4与高位芯片的进位输入端Cn 相连，使低 4 位运算产生的进位送进高4位运算中。低位芯片的进位输入端Cn 可与外来进位相连， 高位芯片的进
2、位输出引至外部。两个芯片的控制端S0S3 和 M 各自相连，其控制电平按表。为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器DR1 、DR2 （用锁存器 74LS273实现）来锁存数据。要将内总线上的数据锁存到DR1 或 DR2可编辑.中，则锁存器74LS273的控制端 LDDR1或 LDDR2须为高电平。当T4 脉冲来到的时候，总线上的数据就被锁存进 DR1 或 DR2 中了。为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74LS245实现）。若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74LS245的控制端 ALU-B置低电平。否则输出高阻态。可编辑.数据输入
3、单元 (实验板上印有INPUT DEVICE) 用以给出参与运算的数据。其中，输入开关经过一个三态门 （ 74LS245 ）和内总线相连， 该三态门的控制信号为SW-B ，取低电平时，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。数据显示灯三态门 245数据开关3 总线数据显示灯（在BUS UNIT单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。可编辑.控制信号中除T4 为脉冲信号，其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”单元中的相应时序信号引出端，因此，需要将“ W/R UNIT”单元中的T4 接至“ STATE UNIT ”单元中的微动开关KK2 的输出端。在进行实
4、验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。S3 、 S2、 S1 、S0 、Cn 、 M 、 LDDR1 、LDDR2 、ALU-B 、 SW-B各电平控制信号则使用“SWITCHUNIT ”单元中的二进制数据开关来模拟，其中 Cn 、ALU-B 、SW-B为低电平有效， LDDR1 、LDDR2为高电平有效。对于单总线数据通路，作实验时就要分时控制总线，即当向DR1 、 DR2工作暂存器打入数据时，数据开关三态门打开，这时应保证运算器输出三态门关闭；同样，当运算器输出结果至总线时也应保证数据输入三态门是在关闭状态。四实验步骤1 按图 2.6-2连接实验电路并检查无误。图中将用户需要连接的
5、信号线用小圆圈标明（其它实验相同，不再说明）。2 开电源开关。3 用输入开关向暂存器 DR1 置数。拨动输入开关形成二进制数01100101（或其它数值） 。（数据显示灯亮为0 ，灭为 1）。使 SWITCH UNIT单元中的开关SW-B=0（打开数据输入三态门）、 ALU-B=1（关闭ALU输出三态门）、 LDDR1=1 、 LDDR2=0 。按动微动开关KK2 ，则将二进制数01100101置入 DR1 中。4 用输入开关向暂存器DR2置数。可编辑.拨动输入开关形成二进制数10100111（或其它数值） 。SW-B=0、 ALU-B=1保持不变，改变LDDR1 、 LDDR2 ，使 LDD
6、R1=0、 LDDR2=1。按动微动开关KK2 ，则将二进制数10100111置入 DR2 中。5 检验 DR1和 DR2中存的数是否正确。关闭数据输入三态门（ SW-B=1 ），打开 ALU输出三态门 （ ALU-B=0），并使 LDDR1=0、LDDR2=0，关闭寄存器。置 S3、 S2 、 S1 、 S0、 M为 1 1 1 1 1，总线显示灯则显示DR1中的数。置 S3、 S2 、 S1 、 S0、 M为 1 0 1 0 1，总线显示灯则显示DR2中的数。6 改变运算器的功能设置，观察运算器的输出。 SW-B=1 、 ALU-B=0 保持不变。按表 2-2 置 S3、 S2 、 S1 、 S0 、 M 、 Cn 的数值，并观察总线显示灯显示的结果。例如：置 S3 、 S2、 S1、 S0 、 M 、 Cn 为 1 0 0 1 0 1 ，运算器作加法运算。置 S3 、S2 、 S1 、S0 、M 、 Cn 为 0 1 1 0 0 0，运算器作减法运算。7 验证 74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）在给定 DR1=65、DR2=A7的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入下表中，并和理论分析进行比较、验证。可编辑.五. 总结与分析可编辑