计算机组成原理实验-运算器组成实验报告

曾国江—计算机组成原理实验报告

计算机组成原理课程实验报告

9.3 运算器组成实验

姓 名： 曾国江 学 号： 系 别： 计算机工程学院 班 级： 网络工程1班 指导老师： 完成时间： 评语：

得分：

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曾国江—计算机组成原理实验报告

9.3运算器组成实验

一、实验目的

1．熟悉双端口通用寄存器堆的读写操作。 2．熟悉简单运算器的数据传送通路。 3．验证运算器74LS181的算术逻辑功能。 4．按给定数据，完成指定的算术、逻辑运算。

二、实验电路

数据显示灯DBUS7ALU-BUS#LDRiT3S3S2S1S0MCn+4F7F6F5F4CnF3F2F1F0Cn+4Cn三态门（244）DBUS0CCn#ALU（181）A7A6A5A4B7B6B5B4ALU（181）A3A2A1A0B3B2B1B0LDDR1T2DR1（273）LDDR2T2DR2（273）RS-BUS#三态门RD1RD0LDRiT3A双端口通用寄存器堆RF（ispLSI1016）BRS1RS0WR1WR0SW-BUS#三态门（244）数据开关(SW7-SW0)图3.1 运算器实验电路

图3.1示出了本实验所用的运算器数据通路图。参与运算的数据首先通过实验台操作板上的八个二进制数据开关SW7-SW0来设置，然后输入到双端口通用寄存器堆RF中。

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RF(U30)由一个ispLSI1016实现，功能上相当于四个8位通用寄存器，用于保存参与运算的数据，运算后的结果也要送到RF中保存。双端口寄存器堆模块的控制信号中，RS1、RS0用于选择从B端口（右端口）读出的通用寄存器，RD1、RD0用于选择从A端口（左端口）读出的通用寄存器。而WR1、WR0用于选择写入的通用寄存器。LDRi是写入控制信号，当LDRi＝1时，数据总线DBUS上的数据在T3写入由WR1、WR0指定的通用寄存器。RF的A、B端口分别与操作数暂存器DR1、DR2相连；另外，RF的B端口通过一个三态门连接到数据总线DBUS上，因而RF中的数据可以直接通过B端口送到DBUS上。

DR1和DR2各由1片74LS273构成，用于暂存参与运算的数据。DR1接ALU的A输入端口，DR2接ALU的B输入端口。ALU由两片74LS181构成，ALU的输出通过一个三态门（74LS244）发送到数据总线DBUS上。

实验台上的八个发光二极管DBUS7-DBUS0显示灯接在DBUS上，可以显示输入数据或运算结果。另有一个指示灯C显示运算器进位标志信号状态。

图中尾巴上带粗短线标记的信号都是控制信号，其中S3、S2、S1、S0、M、Cn#、LDDR1、LDDR2、ALU_BUS#、SW_BUS#、LDRi、RS1、RS0、RD1、RD0、WR1、WR0都是电位信号，在本次实验中用拨动开关K0—K15来模拟；T2、T3为时序脉冲信号，印制板上已连接到实验台的时序电路。实验中进行单拍操作，每次只产生一组T1、T2、T3、T4时序脉冲，需将实验台上的DP、DB开关进行正确设置。将DP开关置1，DB开关置0，每按一次QD按钮，则顺序产生T1、T2、T3、T4一组单脉冲。

三、实验设备

1.TEC-5计算机组成实验系统1台 2.逻辑测试笔一支（在TEC-5实验台上） 3.双踪示波器一台（公用） 4.万用表一只（公用）

四、实验任务

1、按图3.1所示，将运算器模块与实验台操作板上的线路进行连接。由于运算器模块内部的连线已由印制板连好，故接线任务仅仅是完成数据开关、控制信号

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模拟开关、与运算器模块的外部连线。注意：为了建立清楚的整机概念，培养严谨的科研能力，手工连线是绝对必要的。

2.用开关SW7—SW0向通用寄存器堆RF内的R0—R3寄存器置数。然后读出R0—R3的内容，在数据总线DBUS上显示出来。 3.验证ALU的正逻辑算术、逻辑运算功能。

令DR1=55H，DR2=0AAH，Cn#=1。在M=0和M=1两种情况下，令S3—S0的值从0000B 变到1111B，列表表示出实验结果。实验结果包含进位C，进位C由指示灯显示。注 意：进位C是运算器ALU最高位进位Cn+4#的反，即有进位为1，无进位为0。

五、实验要求

1.做好实验预习，掌握运算器的数据传输通路及其功能特性，并熟悉本实验中所用的模拟开关的作用和使用方法。 2.写出实验报告，内容是： (1) 实验目的。

（2） 按实验任务3的要求，列表表示出实验结果。

（3） 按实验任务4的要求，在表中填写各控制信号模拟开关值，以及运算结果值。

六、实验步骤和实验结果

（1）、实验任务2的实验步骤和结果如下：（假定RO=66H,R1=99H） 1.置DP=1，DB=0，编程开关拨到正常位置。 接线表如下： 数据通路 WR0 电平开关 K0 2.打开电源

以下2条是将66H、99H分别写入R0、R1

3.置K0(WR0)=0，K1(WR1)=0，K4(SW_BUS#)=0，K5(RS_BUS#)=1，K6(LDRi)=1， SW7-SW0=66H.在DBUS上将观察到DBUS=66H.按QD按钮将66H写入R0。 4.置K0(WR0)=1,K1(WR1)=0，K4(SW_BUS#)=0，K5(RS_BUS#)=1，K6(LDRi)=1, SW7-SW0=99H.在DBUS上将观察到DBUS=99H.按QD按钮将99H写入R1。

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WR1 RS0 K1 K2 RS1 K3 SW_BUS# K3 RS_BUS# K5 LDRi K6 曾国江—计算机组成原理实验报告

R0，拨动SW7-SW0开关如下： SW7 0 SW6 1 SW5 1 SW4 0 SW3 0 SW2 1 SW1 1 SW0 0 拨动数据通路开关如下： 数据通路 WR0 WR1 # 电平开关 0 0 0 SW-BUS# 1 1 RS-BUSLDRi DBUS观察情况： 0110 0110 按动QD，将66H数据写入R0。

R1，拨动SW7-SW0开关如下： SW7 1 SW6 0 SW5 0 SW4 1 SW3 1 SW2 0 SW1 0 SW0 1 拨动数据通路开关如下： 数据通路 电平开关 WR0 1 WR1 0 SW-BUS# 0 RS-BUS# 1 LDRi 1 DBUS观察情况： 1001 1001 按动QD，将99H数据写入R1。

以下2条是在DBUS总线上显示R0、R1的值

5.置K2(RS0)=0，K3(RS1)=0，K4(SW_BUS#)=1，K5(RS_BUS#)=0，K6(LDRi)=0,在 DBUS上将观察到DBUS=66H。

6.置K2(RS0)=1，K3(RS1)=0，K4(SW_BUS#)=1，K5(RS_BUS#)=0，K6(LDRi)=0,在 DBUS上将观察到DBUS=99H。 显示R0 数据通路 电平开关 RS0 0 RS1 0 SW-BUS# 1 RS-BUS# 0 LDRi 0 DBUS观察情况： 0110 0110

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gwlf.html