实验二 进位控制实验

进位控制电路实验报告实验目的：掌握进位控制电路的工作原理和实现方法。

实验原理：进位控制电路主要用于控制多位计数器在计数到一定值时产生进位信号，以实现多位计数器级联计数。

其主要工作原理是当多位计数器的最低有效位计数到最大值时，最低有效位将产生进位信号，使得高位计数器加1，最低有效位清零。

进位控制电路通常利用逻辑门来实现，例如使用与门、或门、非门等逻辑门的组合，根据不同的计数器的进制数和进位规则进行设计。

实验材料：1. 进位控制电路实验板2. 多位计数器3. 逻辑门芯片（与门、或门、非门等）4. 连接线5. 电源实验步骤：1. 将多位计数器以级联的方式连接，并将低位计数器的进位端与进位控制电路相连接。

2. 根据计数器的进制数和进位规则，设计进位控制电路的逻辑门组合。

3. 将逻辑门芯片连接到进位控制电路实验板上，并连接逻辑门的输入端和输出端。

4. 将电源接入实验板，并检查电路连接是否正确，确保电路没有问题。

5. 通过手动控制计数器的计数操作或利用外部触发器触发计数操作，观察进位信号的变化。

6. 记录并分析实验结果。

实验结果：根据不同的计数器进制数和进位规则，进位控制电路将在达到一定条件时产生进位信号，使得高位计数器加1并低位计数器清零。

具体的实验结果可能会因实验条件和电路设计而有所不同。

实验讨论：根据实验结果，可以进一步讨论进位控制电路的设计和优化方法，根据不同的应用场景进行灵活调整。

实验结论：通过本实验的进行，我们掌握了进位控制电路的实现方法，并加深了对电路设计和逻辑门的理解。

进位控制电路在计数器级联和多位计数器操作中起到了重要的作用。

《计算机组成与结构》课程实验报告1计算机科学与信息工程系·2006年编制·二、实验准备1．仔细查线无误后，接通电源。

2.用二进制数码开关KDO ～KD7向DRl 和DR2 寄存器置数，方法：关闭ALU 输出三态门ALUB=1，开启输入三态门SWB=0，输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。

如果选择参与操作的两个数据分别为55H 、AAH ，将这两个数存入DR1和DR2的具体操作步骤如下：3.开关ALUB=0，开启输出三态门，开关SWB=1，关闭输入三态门，同时让LDDR1=0，LDDR2=0。

4.如果原来有进位，CY=1，进位灯亮，但需要清零进位标志时，具体操作方 法如下：S3、S2、S1、S0、M 的状态置为0 0 0 0 0，AR 信号置为“0”电平（清零操作时DRl 寄存器中的数应不等于FF ）。

按动手动脉冲发生开关，CY=0，即清进位标志。

注：进位标志指示灯CY 亮时表示进位标志为“1”，有进位；进位标志指示灯CY 灭时，表示进位位为“0”，无进位。

数据开关置数 开输入三态门数据存入寄存ALUB=1LDDR1= 0LDDR2=1KD0～KD7数据开关置数 开输入三态门数据存入寄存ALUB=1LDDR1=1LDDR2=0KD0～KD7 010101015.验证带进位运算及进位锁存功能这里有两种情况：进位标志已清零，即CY=0，进位灯灭。

使开关CN=0，再来进行带进位算术运算。

例如步骤（2）参与运算的两个数为55H和AAH，当S3、S2、S1、S0状态为10010，此时输出数据总线显示灯上显示的数据为DRl加DR2再加初始进位位“1”（因CN=0），相加的结果应为ALU=00，并且产生进位，此时按动手动脉冲开关，则进位标志灯亮，表示有进位。

使开关CN=1，当S3、S2、S1、S0状态为10010，则相加的结累ALU=FF，并且不产生进位。

原来有进位，即CY=1，进位灯亮。

此时不考虑CN的状态，再来进行带进位算术运算。

实验4 进位控制实验一、实验目的1. 理解带进位控制的电路图。

2.验证带进位控制的算术运算发生器的功能。

3.按给定数据，完成实验几种指定的算术运算。

二、实验原理1.在算术逻辑运算实验的基础上，增加了进位控制部分,进位控制部分电路。

它主要由一个74LS74锁存器构成。

2．AR是74LS74琐存器的控制信号,低电平有效，与T4脉冲信号配合,可打开琐存器，把74LS181运算的进位结果存入其内。

(3)CY是高位进位标志信号,连接一个发光二极光，能显示其进位情况。

当进位时此灯“亮”，无进位时指示灯“灭”。

具体电路见图4-1带进位运算器通路图。

图4-1带进位运算器通路图图4-1带进位运算器通路三、实验注意事项（1）本实验使用T4脉冲信号，实验时将“W/R UNIT”的T4接至“STA TE UNIT”中KK2的正脉冲冲插头上，按下微动开关KK2（可产生T4正脉冲），即可获得本实验所需的单脉冲信号。

（2）S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、AUL-B、SW-B、AR均为电平信号，与“SWITCH UNIT”中的二进制开关对应相连接，用于产生模拟信号。

（3）ALU-B、SW-B为低电平有效；LDDR1，LDDR2为高电平有效。

（4）实验仪上进位指示灯CY为“亮”时，表示有进位，“灭”表示无进位。

（5）实验仪上ZI(zero indicator)是判零标志灯，当两片74LS181输出全为“0”时，ZI灯亮，当两片74LS181输出不全为“0”时，ZI灯灭。

（6）每次做进位操作前都必须先对进位标志清零。

清零后,注意观看实验仪上进位指示灯CY是否已灭，若清零后CY不灭，要检查原因。

（7）进位清零操作时，有关控制端的状态是：S3、S2、S1、S0、M、AR、LDDR1、LDDR2 置为00000000，然后按下微动开关KK2即可。

（8）做清零操作时，DR1寄存器的内容不能为11111111。

四、实验内容和步骤1. 实验连线实验连线图见图4-2：图4-2 带进位运算实验接线图接线完成后，检查无误，方可接通电源，要养成一个好习惯，通电前要细心检查电路，以防短路发生，造成实验设备的损坏。

一、实验名称进位控制实验二、实验目的1. 理解并掌握进位控制的基本原理和实现方法。

2. 验证带进位控制的算术逻辑运算发生器（ALU）的功能。

3. 通过实验加深对计算机组成原理中运算器结构的理解。

三、实验原理在计算机组成原理中，进位控制是算术运算中非常重要的一个环节。

进位控制主要涉及全加器（Full Adder）和进位链（Carry Chain）的设计与实现。

全加器是一种能够处理带进位的算术运算的电路，它有三个输入端（两个加数和一个进位输入）和两个输出端（和以及进位输出）。

进位链则是通过全加器级联形成，用于实现多位数的加法运算。

本实验以74LS181芯片为基础，通过实验验证带进位控制的ALU的功能。

74LS181是一款8位ALU芯片，内部包含8个4位ALU单元，每个单元都能完成加、减、与、或等运算，并且能够处理进位。

四、实验器材1. 74LS181芯片1片2. 74LS74芯片1片3. 74LS02芯片1片4. 跳线若干5. 电源及万用表五、实验步骤1. 搭建电路根据实验原理图，将74LS181、74LS74、74LS02芯片连接成带进位控制的ALU电路。

具体连接方式如下：- 将74LS181的各个ALU单元的进位输出端连接到下一个ALU单元的进位输入端，形成进位链。

- 将74LS74的时钟端CLK连接到74LS181的进位输出端，用于锁存进位结果。

- 将74LS02芯片的输出端连接到74LS181的进位输入端，实现手动控制进位。

2. 设置初始状态将74LS74的时钟端CLK置为高电平，确保进位结果能够被锁存。

将74LS02芯片的输出端置为低电平，确保74LS181的进位输入端为低电平。

3. 进行实验- 按照实验要求，设置74LS181的输入端，如加数A、加数B以及进位输入端。

- 通过74LS02芯片控制进位输入端，模拟不同的进位情况。

- 观察并记录74LS181的输出端，即和以及进位输出端的结果。

实验三、锅炉内胆温度二位式控制实验一、实验目的1）、熟悉实验装置，了解二位式温度控制系统的组成。

2）、掌握位式控制系统的工作原理、控制过程和控制特性。

二、实验设备过程控制实验装置、上位机软件、计算机、RS232-485转换器1只、串口线1根、实验连接线。

三、实验原理1、温度传感器温度测量通常采用热电阻元件（感温元件）。

它是利用金属导体的电阻值随温度变化而变化的特性来进行温度测量的。

其电阻值与温度关系式如下： Rt＝Rt[1+α(t-t0)]式中Rt——温度为t(如室温20℃)时的电阻值；Rt0——温度为t(通常为0℃)时的电阻值；α——电阻的温度系数。

可见，由于温度的变化，导致了金属导体电阻的变化。

这样只要设法测出电阻值的变化，就可达到温度测量的目的。

虽然大多数金属导体的电阻值随温度的变化而变化，但是它们并不能都作为测温用的热电阻。

作为热电阻的材料一般要求是：电阻温度系数小、电阻率要大、热容量要小；在整个测温范围内，应具有稳定的物理、化学性质和良好的重复性；并要求电阻值随温度的变化呈线性关系。

但是，要完全符合上述要求的热电阻材料实际上是有困难的。

根据具体情况，目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜。

本装置使用的是铂电阻元件PT100，并通过温度变送器（测量电桥或分压采样电路或者AI人工智能工业调节器）将电阻值的变化转换为电压信号。

铂电阻元件是采用特殊的工艺和材料制成，具有很高的稳定性和耐震动等特点，还具有较强的抗氧化能力。

在0~650℃的温度范围内，铂电阻与温度的关系为：Rt ＝Rt 0(1+At+Bt 2+Ct 3) 式中Rt ——温度为t(如室温20℃)时的电阻值； Rt 0——温度为t 0(通常为0℃)时的电阻值；A 、B 、C 是常数，一般A=3.90802*10－31/℃，B=-5.802*10－71/℃，C=-4.2735*10－121/℃。

Rt-t 的关系称为分度表。

不同的测温元件用分度号来区别，如Pt100、C U 50等。

淮海工学院应用技术学院实验报告书课程名：《计算机组成原理》题目：实验二进位控制实验班级：Z软件152学号：2017140601姓名：李筝1、目的与要求1）验证带进位控制的算术逻辑运算发生器74LSl8l的功能。

2）按给定的数据完成几种指定的算术运算。

2、实验设备ZYE1601B计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。

3、实验步骤与源程序l) 按以下连接实验线路，仔细查检查无误后，接通电源。

⑴ ALUBUS连EXJ3；⑵ ALUO1连BUS1；⑶ SJ2连UJ2；⑷跳线器J23上T4连SD；⑸ LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB四个跳线器拨在左边（手动方式）；⑹ AR、299B跳线器拨在左边，同时开关AR拨在“0”电平，开关299B拨在“1”电平；⑺ J25跳线器拨在右边。

2) 用二进制数码开关KD0～KD7向DR1和DR2寄存器置数，方法：关闭ALU输出三态门ALUB=1，开启输入三态门SWB=0，输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。

如果选择参与操作的两个数据分别为55H、AAH，将这两个数存入DR1和DR2的具体操作步骤如下：LDDR1=1LDDR1=0⑶开关ALUB=0，开启输出三态门，开关SWB=1，关闭输入三态门，同时让LDDR1=0，LDDR2=0。

⑷如果原来有进位，即CY=1，进位灯亮，但需要清零进位标志时，具体操作方法如下：S3、 S2、 S1、S0、M 的状态置为0 0 0 0 0，AR信号置为“0”电平（清零操作时DR1寄存器中的数应不等于FF）。

按动手动脉冲发生开关，CY=0，即清进位标志。

注：进位标志指示灯CY亮时表示进位标志为“1”，有进位；进位标志指示灯CY灭时，表示进位位为“0”，无进位。

⑸验证带进位运算及进位锁存功能这里有两种情况：进位标志已清零，即CY=0，进位灯灭，此时，使开关CN=0，再来进行带进位算术运算。

例如步骤⑵参与运算的两个数为55H和AAH，当S3、 S2、 S1、S0、M 状态为1 0 0 1 0 ，此时输出数据总线显示灯上显示的数据为DR1加DR2再加初始进位位“1”（因CN=0），相加的结果应为ALU=00，并且产生进位，此时按动手动脉冲开关，则进位标志灯亮，表示有进位。

实验二运算器──进位控制实验一实验目的(1) 验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能；(2) 按指定数据完成几种指定的算术运算。

二实验设备TDN－CM＋＋计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

三实验内容进位控制运算器的实验原理如图3所示，在算术逻辑运算实验的基础上增加进位控制部分，其中74181的进位进入一个7474锁存器，其写入是由T4和AR信号控制，T4是脉冲信号，实验时将T4连至STA TE UNIT的微动开关KK2上。

AR是电平控制信号(低电平有效)，可用于实现带进位控制实验，而T4脉冲是将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中。

图 3 进位控制实验原理图线四实验步骤(1) 按图4连接实验线路，仔细查线无误后，接通电源。

(2) 用二进制数码开关向DR1和DR2寄存器置数，具体方法：图 4 进位控制实验接线图线① 关闭ALU 输出三态门(ALU-B=1)，开启输入三态门(SW-B=0)，设置数据开关； ② 例如向DR 1存入01010101，向DR 2存入10101010。

具体操作步骤如下：(3) 关闭输入三态门(SW-B=1)，开启ALU 输出三态门(ALU-B=0)。

(4) 进位标志清零具体操作方法如下：实验板中SWITCH UNIT 单元中的CLR 开关为标志CY ，ZI 的清零开关，它为零时是清零状态，所以依次将开关做1→0→1操作，即可使标志位清零。

注：进位标志指示灯CY 亮时表示进位标志为“0”，无进位：标志指示灯CY 灭时表示进位为“1”，有进位．(5) 验证带进位运算及进位锁存功能，使Cn=1，AR=0来进行带进位算术运算。

数据开关 (01010101) 三态门 寄存器DR 1 (01010101) 数据开关寄存器DR 2 (10101010) LDDR 1=1 LDDR 2=0 T4=ALU-B=1 SW-B=0LDDR 1=0 LDDR 2=1 T4= 关寄存器 LDDR 1=0 LDDR 2=0例如：做加法运算，首先向DR1，DR2置数，然后使ALU-B=0，S3S2S1S0M状态为10010，此时数据总线上显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志，这个结果是否产生进位，则要按动微动开关KK2，若进位标志灯亮，表示无进位；反之，有进位。

计算机组成原理上机实验指导-、实验准备和实验注意事项1 •本课程实验使用专门的TDN-CM+计算机组成原理教学实验设备，使用前后均应仔细检查主机板，防止导线、元件等物品落入装置内导致线路短路、元件损坏。

2 •完成本实验的方法是先找到实验板上相应的丝印字及其对应的引出排针，将排针用电缆线连接起来，连接时要注意电缆线的方向，不能反向连接；如果实验装置中引出排针上已表明两针相连，表明两根引出线内部已经连接起来，此时可以只使用一根线连接。

3 •为了弄清计算机各部件的工作原理，前面几个实验的控制信号由开关单元“SWITCH UNIT模拟输入；只有在模型机实验中才真正由控制器对指令译码产生控制信号。

在每个实验开始时需将所有的开关置为初始状态“1”。

4 •本实验装置的发光二极管的指示灯亮时表示信号为“0 ”，灯灭时表示信号为“1 ”。

5 •实验接线图中带有圆圈的连线为实验中要接的线。

6 •电源关闭后，不能立即重新开启，关闭与重启之间至少应有30秒间隔。

7•电源线应放置在机内专用线盒中。

8 •保证设备的整洁。

二、实验设备的数据通路结构利用本实验装置构造的模型机的数据通路结构框图如下图。

其中各单元内部已经连接好，单元之间可能已经连接好， 其它一些单元之间的连线需要根据实验目的 用排线连接。

图0-2 模型机数据通路结构框图D12 (7437^>(74273)CPUOUTPUT•/aLDDR1LDDR2JLDROLED —B实验一运算器实验：算术逻辑运算实验一.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 .掌握简单运算器的数据传送通路。

4 .验证运算功能发生器（74LSI81）的组合功能。

二.实验设备TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统一台，排线若干。

三•实验原理实验中所用的运算器数据通路如图1-I所示。

其中两片74LSI81以串行方式构成8位字长的ALU ALU的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连。