组成原理实验报告(运算器、通用寄存器、移位寄存器).docx

组成原理实验报告(运算器、通用寄存器、移位寄存器)组成原理实验报告(运算器、通用寄存器、移位寄存器) PAGE PAGE # 西安财经学院 信息学院计算机组成原理 实验报告姓名学号 19班级 计本1004班年级 10级指导教师 魏晋雁实验名称运算器实验、通用寄存器实验、移位寄存器实验实验室 实验楼 418 实验日期xxxx/11/29 xxxx/12/2、xxxx/12/6实验一运算器实验掌握简单运算器的数据传输方式。2.验证运算功能发生器（74LS181 ）及进位控制的组合功能。、实验要求完成不带进位和带进位算术运算实验、逻辑运算实验，了解算术逻辑单元的运用。三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如下图所示，其中运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的输出经过一个三态门 （73LS245）以8芯扁平线方 式和数据总线相连，运算器的 2个数据输入端分别由两个锁存器（74LS273 ）锁存，锁存器的输入亦以8芯扁平线方式和数据总线相连，数据显示灯（ BUS UNIT ）已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。II 二I1 iDR2(273 ch,丹fS3 . . fitch悖 =.鮒曲呃 5*恫图1-1-1运算器原理图图中T2、T4为时序电路产生的节拍脉冲信号，通过连接时序启停单元时钟信号”来获得，剩余均为电平控制信号。进行实验时，首先按动位于本实验装置右中侧的复位按钮使系统进入初始待令状态，在LED显示器闪动位出现“ P 0 0000 * ooO序停G1时启图1-1-2实验连线示意图按上图所示，连接实验电路:总线接口连接：用8芯片平线连接图中所有标明总线接口连接：用8芯片平线连接图中所有标明L_”或“L_”图案的总线接口。按制线与时钟信号“匚一LJL”连接：用双头实验导线连接图中所有标明“”或“。”图案的插孔。五、实验内容及结果分析实验内容：（一）算术运算实验写操作（置数操作）拨动二进制数据开关向 DR1和DR2寄存器置数，具体操作步骤如下:数据开关三态门寄存黠DRiP数据开关 （1010011CP寄存器D曲CEA=000lddril LDDR1=O _CEOLDDB2=0LDDR2=1SM=1按单步键按单步键注：键的功能是启动时序电路产生T1T4四拍单周期脉冲 读操作（运算寄存器内容送总线）首先关闭数据输入三态控制端 （SW-B=O），存储器控制端 CE保持为0,令LDDR仁0、LDDR2=0，然后打开 ALU 输出三态门（CBA=010），置 M、SO、S1、S2、S3为11111，再按键，数据总线单元显示DR1的内容，若把 M、S0、S1、S2、S3置为10101，再按键，数据总线单元显示DR2的内容。算术运算（不带进位加）置CBA=010 , CN、M、SO、S1、S2、S3状态为101001，按键，此时 数据总线单元应显示(0CH )。(二)进位控制实验进位控制运算器的实验原理如实验四图2-4-1 所示，其中 181的进位位进入74LS74锁存器D端，该端的状态锁存受 AR和T4信号控制，其中 AR为进位位允许 信号，高电平有效；T4为时序脉冲信号，当 AR=1时在T4节拍将本次运算的进位结 果锁存到进位锁存器中，实现带进位控制实验。进位位清零操作在L”状态下，按动按钮，进位标志灯CY灭”，实现对进位位的清零操作。(当进位标志灯亮”时，表示CY=1 )。用二进制数据开关向 DR1和DR2寄存器置数首先关闭 ALU输出三态门(CBA=000)、CE=0，开启输入三态门(SW-B=1)，设置数据开关，向 DR1存55H) ，向DR2存入(AAH)。操作步骤如下：数据开共 B)F=A减B减1F=A 减 B0 111F= A/BF= A/B 减 1F= A/B10 0 0F=/A + BF=A 力口 ABF=A加AB加110 0 1F=A2D 29ir图1-2-1通用寄存器单元电路M二进初开关单元IJJ表1-2-1通用寄存器单元选通真值表CBA选择100R0-B101R1-B110R2-B四、实验连线图 1-2-28.BI88I8.8.I3EJ R0 R1 R2 曲 B5奇存器蛆R6-E LDRfi Rl-B LORI R2-E LDR0*30*0 0*0 0*0 coT4T3T21H-O序停B.1时启实验连线示意图时输入SW-B按图1-2-2所示，连接实验电路:总线接口连接：用8芯片平线连接图1-2-2总线接口连接：用8芯片平线连接图1-2-2中所有标明L_”或图案的总线接口。按制线与时钟信号连接：用双头实验导线连接图1-2-2按制线与时钟信号连接：用双头实验导线连接图1-2-2中所有标明或“，”图案的插孔。（注：Dais-CMH的时钟信号一座内部连接）。五、实验内容及结果分析实验内容：（一）通用寄存器的写入拨动二进制开关向 R0和R1寄存器置数，具体操作如下：数据开关030000001)三态门寄存器RD?0Q0QQQ1)数据开关 tiooooooo)寄存器C0A=OOO_LDRO =1-LDRO =0 CE=0LDR1 =0LDR1 =1Sl-B=lLDR2 =0LDR2 =0冻単步髏注：键的功能是启动时序电路产生T1T4四拍单周期脉冲（二）通用寄存器的读出关闭数据输入三态门（SW-B ），寄存器控制端CE=0，令LDR0=0、LDR1=0、LDR2=0，分别打开通用寄存器 R0、R1、R2输出控制位，置 CBA=100时，按 键，数据总线单元显示 r0中的数据01H ;置CBA=101时，按键。数据总线单 元显示R1中的数据80H ;置CBA=110时，按键，数据总线单元显示R2中的数据（随机）。结果分析：执行写操作后，R0与R1分别显，读操作则分别把 R0、R1的内容 送到数据总线上，R2显示FF （随机数）。CBA=100时，选择将R0中的内容送往总线， CBA=101 时选择 R1，CBA=110 时选择 R2。六、实验总结通过本次实验，使我对CBA （部件选择编码有了更深刻的记忆），同时加深了对74LS374寄存器组成的认识。学会了如何进行写入读出操作。实验三移位寄存器实验实验三移位寄存器实验一、实验目的了解位移寄存器的硬件电路，验证位移控制与寄存的组合功能。利用寄存器进行数据传输。二、实验要求实现寄存器位移操作，了解通用寄存器的运用。三、实验原理上图所示，使用了一片74LS299作为移位发生器，其中8位输入/输出端以8芯扁平线连接形式和总线接口连接。299-B信号其使能端（0有效），T4为时序节拍脉冲，实验时按命令键产生。由SO、S1、M控制信号设置其运行状态，器控制特性列表如下：表 1-3-1299-BS1S0M功能000C任意保持01080循环右移0101带进位循环右移0010循环左移