计算机组成原理实验运算器实验

计算机硬件实验室实验报告

课程名称： 姓 名 学 号 班 级 成 绩 设备名称及软件环境 实验名称 一．实验内容 1.基本要求： (1)熟悉proteus仿真系统； (2)设计并验证4位算数逻辑单元的功能； Untitled ISIS 7 professional 运算器实验 实验日期 2013.4.15 2.扩展要求： (1)实现输入输出锁存； (2)实现8位算数逻辑单元； 二．理论分析或算法分析 1.首先验证使用过的74LS181是正逻辑还是负逻辑，然后验证思维算数逻辑单元的功能。 2.在输入数据之前和输出数据之前都加一个74LS373锁存器，实现输入输出数据的锁存。 3.利用两个74LS181实现8位算数逻辑数的输入，最后加一个74LS373锁存器（8位数据），通过读取74LS373的输出端来实现8位算数逻辑单元的功能。 三．实现方法（含实现思路、程序流程图、实验电路图和源程序列表等） 1.将每个芯片的输入端都接一个单刀双掷开关，以实现对输入高低电平的控制； 2.在输出端接一个发光二极管，以正确判断输出端输出电平的高低。 四．实验结果分析（含执行结果验证、输出显示信息、图形、调试过程中所遇的问题及处理方法等） 1.4位算数逻辑单元的功能： S3S2S1S0 M Cn A3A2A1A0 B3B2B1B0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1

F3F2F1F0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 Cn+4 A=B 功能 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 F=A反 F=（A或B）的反 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 F=（A的反）与B F=0 F=(A与B)的反 F=B的反 1

0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 F=A异或B F=A与（B的反） F=（A的反）或B F=（A异或B）的反 F=B F=A与B F=1 F=A或（B的反） F=A或B F=A 2.实现数据的输入输出锁存：

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3.实现8位算数逻辑功能： 五．结论 思考题： 单总线结构：所有部件都接到同一总线上，在同一时间内，只能有一个操作数放在单总线 上，把两个操作数输入到ALU，需要分两次来做，而且还需要两个缓冲寄存器。 双总线结构：两个操作数同时加到ALU进行运算，只需要一次操作控制就可以得到运算结果，但是因为两条总线都被输入数占据，因而ALU的输出不能直接加到总线上去，而必须在ALU输出端设置缓冲寄存器。 三总线结构：ALU的两个输入端分别有两条总线供给，而ALU的输出则与第三条总线相连，这样算术逻辑操作就可以在一步的控制之内完成。 报告提交日期

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