最新-数字逻辑与计算机组成原理实验指导书 精品
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数字逻辑与计算机组成原理实验指导书实验项目名称:1. 基本逻辑电路测试2. 计算机运算部件设计3. 计算机存储部件设计4. 总线传送技术计算机实验中心实验基本逻辑电路测试实验目的1 .掌握TTL与非门,与或非门和异或门输入与输出之间的逻辑关系2•熟悉TTL集成电路的外型,管脚和使用方法。
3. 熟悉JK 触发器的逻辑功能。
4. 掌握简单时序电路的分析测试方法。
. 实验所用器材1 .二输入四与非门74LS002. 二输入四或非门74LS02 (74LS28)3. 二输入四异或门74LS864. 双JK 触发器74LS735. 数字万用表6. 示波器三.实验内容1. 熟悉实验系统的功能和使用方法2. 测试记录逻辑门的输入和输出之间的逻辑关系3. 用数字万用表测量各输入输出电压值。
4. 按给定芯片,设计出异步十进制计数器,画出逻辑图。
5. 设计实验线路图、实验步骤6. 使用示波器测量脉冲波形。
四.实验报告要求1 .写出实验设计步骤2. 画出实验工程布线图,记录实验数据。
作出分析,并写出结论3. 画出异步十进制计数器波形图4. 分析实验中所出现的问题,说明故障排除方法。
实验二计算机运算部件设计一.实验目的1.熟悉运算器部件的基本组成。
2•了解74LS181ALU器件的功能及使用方法。
3.学会正确使用寄存器和多路开关。
4.培养调试硬件电路的实际动手能力。
二.实验所用器材1.74LS181 四位算术逻辑运算单元2.74LS194 四位双向通用移位寄存器3.74LS157 四2 选1 多路开关4. 其他自选器件(提前来实验室选定)三.实验内容设计一个四位运算器电路,采用单累加器结构,寄存器数据可用开关从试验台上输入,运算结果通过实验台上的发光二极管显示,控制信号由实验台开关给出,时序信号由实验台时序部分产生。
主要设计工作有:1 .选择寄存器器件,设计输入,输出和控制端连线。
2. 设计多路选择器连线方式,使ALU可连接寄存器的输入,也可选择输出结果。
《数字逻辑》实验指导书四、实验提示1.74LS73引脚11是GND,引脚4是VCC。
2.D触发器74LS74是上升沿触发,JK触发器74LS73是下降沿触发;3.在测试D触发器和J-K触发器时,注意CLK在按下之前和按下之后对输出Q/Q的影响。
五、实验报告要求1.根据实验内容1~4的结果作出各触发器的功能表;2.根据实验内容5的实验结果画出电路的数字波形图,并分析电路的工作原理。
5实验五计数器一、实验目的1.掌握异步计数器和同步计数器的工作原理;2.掌握集成同步十进制计数器74LSl62的功能和使用方法。
二、实验器件和设备1.双J-K触发器74LS73 2.同步4位BCD计数器74LS162 3.四2输人正与门74LS08 4.TDS-2数字电路实验系统三、实验内容1.图5-1为J-K触发器构成的3位异步二进制计数器。
输出Q2、Q1、Q0分别接LED指示灯,使用单脉冲做为计数时钟,测试计数器的功能,观测计数状态,并记录。
2片 1片 1片 1台图5-1 3位异步二进制计数器2.图5-2为J-K触发器构成的3位同步二进制计数器。
输出Q2、Q1、Q0分别接LED指示灯,使用单脉冲做为计数时钟,测试计数器的功能,观测计数状态,并记录。
图5-2 3位同步二进制计数器3.图5-3为集成4位同步十进制计数器74LSl62的应用图例,RCO、QD、QC、QB、QA分别LED指示灯,使用单脉冲做为计数时钟,测试计数器的功能,观测计数状态,并记录。
四、实验报告要求1.作出实验内容1和2的功能表,并画出在连续计数脉冲下Q2、Q1、Q0的波形图;2.根据实验3的结果画出在连续计数脉冲下RCO、Q2、Q1、Q0的波形图。
图5-3 4位同步十进制计数器6实验六集成计数器的应用一、实验目的1.掌握计数器74LSl62的功能和级连方法; 2.掌握任意模计数器的构成方法。
二、实验说明1.计数器器件是应用较广的器件之一。
它有很多型号,各自完成不同的功能,供不同的需要选用。
《数字逻辑与数字系统》实验指导书(第二版)郑建霞王健海惠州学院计算机科学系硬件教研室目录预备知识 (1)实验一基本逻辑门实验 (5)实验二数据选择器和译码器 (6)实验三全加器构成及测试 (7)实验四触发器 (9)实验六通用逻辑阵列(GAL) (11)实验七在系统编程(1) (14)实验八在系统编程(2) (15)实验规则1.实验前必须做好充分预习,完成要求的预习任务,写出简要的预习报告,可以将预习要求直接填写在本实验指导书的相关内容中)。
实验前教师要对学生的预习报告进行检查,没有预习的同学不能进行实验。
2.使用仪器前,必须了解其性能、使用方法及注意事项,并要严格遵守。
3.实验时认真接线,并经过检查确认无误后,才能接通电源。
实验中接线、拆线时,应先关闭电源。
4.接通电源后,应首先观察有无破坏性异常现象(如镕器设备、元器件冒烟、发烫或有异昧),如果发现成立即关断电源,保护现场,报告指导老师。
只有在查清原因,摊除故障后,才能继续做实验,并在实验报告中认真分析故障原因,并说明故障排除的过程和方法。
5.实验时要遵守纪律,不迟到,不做与实验无关的事情,不动与本次实验无关的仪器设备。
实验时保持室内安静。
6.实验结束后,先关断仪器电源.然后再拆线,并将仪器设备恢复原状,整理好实验桌及周围环境卫生a7.实验结束后,每个学生都必须按要求写实验报告。
8.每个学生都要自觉遵守本规则,凡违背者.指导老师将立即中断其实验操作。
预备知识一、TDS-4数字系统综合实验平台介绍:TDS-4数字系统综合实验平台全貌逻辑电平开关(上=“1”,下=“0”)长形芯片区输出电平显示(“1”=亮,“0”=灭)七段数码显示(DCBA=8421)固定频率时钟脉冲方形芯片区P脉冲产生区域、键盘区波形编辑区二、示波器介绍示波器全貌波形显示屏幕控制版面信号输入探头三、芯片介绍芯片外形芯片盒四、其它工具万用表GAL芯片烧录器(RF-2148型)芯片起拔器放大镜实验一基本逻辑门实验一、实验目的1.掌握“TDS一2数字电路实验系统”仪器的使用方法。
实验八 基于Quartus Ⅱ的原理图设计一、实验目的1、掌握Quartus II 集成开发环境软件原理图输入的设计流程;2、掌握74390的工作原理,学会通过Quartus II 建立原理图设计小型数字电路;3、掌握对设计进行编译、仿真的方法。
二、实验原理运用Quartus Ⅱ的原理图设计方法设计如图1-1 所示的两位十进制计数器,并对1-1 所示的十进制计数器进行功能仿真,最后生成一个独立元件。
图 1-1 两位十进制计数器原理图74390 是一个两位双计数器,其真值表见表 1-1 。
图 1-1 中的 74390 连接成两个独立的十进制计数器,计数脉冲 CLK 和使能信号 ENB 通过与门进入 74390 计数器“1”端的时钟输入 1CLK ,当 ENB 为“1”时允许计数,当 ENB 为“0”时禁止计数。
计数器 1 的 4 位输出 q[3]、q[2]、q[1]和 q[0]并行总线表示方式即 q[3..0],由 q[1]和 q[2]通过反相器取反后与 q[0]和 q[3]通过四输入的与门构成进位信号,即当计数到 9(1001)时输出进位信号 COUNT0; COUNT0 信号进入第二个计数器的 2CLKA 端进行计数,第二个计数器的 4 位输出信号q[7]、 q[6]、 q[5]和 q[4] 并行总线表示方式即 q[7..4],由 q[5]和 q[6]通过反相器取反后与 q[4]和 q[7] 连同 COUNT0 通过 6 输入的与门构成总的进位信号COUNT1,即当计数到99(10011001)时输出进位信号 COUNT1 。
0 0 1 0 1 50 0 1 1 0 60 0 1 1 1 70 1 0 0 0 80 1 0 0 1 9注 A:对于 BCD(十进)计数,输出 QA 连到输入 B 计数;注 B:对于 5—2 进制计数,输出 QD 连到输入 A 计数。
三、实验设备1、硬件:计算机2、软件:Quartus Ⅱ软件四、实验内容及实验步骤1.工程项目的建立(1)新建一个文件夹作为工程项目的目录一般要求不同的设计项目最好放在不同的文件夹,而同一工程的所有文件都必须放在同以文件夹中,所有文件夹和工程文件的名称都是英文字母,不要用中文,比如E:\EDA\Sample。
15数字逻辑实验指导书1精品资料数字逻辑与数字系统实验指导书青岛大学信息工程学院实验中心巨春民2015年3月实验报告要求本课程实验报告要求用电子版。
每位同学用自己的学号+班级+姓名建一个文件夹(如2014xxxxxxx计算机X班张三),再在其中以“实验x”作为子文件夹,子文件夹中包括WORD文档实验报告(名称为“实验x实验报告”,格式为实验名称、实验目的、实验内容,实验内容中的电路图用Multisim中电路图复制粘贴)和实验中完成的各Multisim文件、VerilogHDL源文件、电路图和波形图(以其实验内容命名)。
实验一电子电路仿真方法与门电路实验一、实验目的1.熟悉电路仿真软件Multisim的安装与使用方法。
2.验证常用集成逻辑门电路的逻辑功能。
3.掌握各种门电路的逻辑符号。
4.了解集成电路的外引线排列及其使用方法。
5. 学会用Multisim设计子电路。
二、实验内容1.用逻辑门电路库中的集成逻辑门电路分别验证二输入与门、或非门、异或门和反相器的逻辑功能,将验证结果填入表1.1中。
注:与门型号7408,或门7432,与非门7400,或非门7402,异或门7486,反相器7404.表2.用2输入与门7408和4输入与非门7420设计一个8输入与非门子电路,实现()'L=ABCDEFGH,写出逻辑表达式,给出逻辑电路图,并验证逻辑功能填入表1.2中。
表1.2 8输入与非门逻辑功能表三、实验总结四、心得与体会实验二门电路基础一、实验目的1. 掌握CMOS反相器、与非门、或非门的构成与工作原理。
2. 熟悉CMOS传输门的使用方法。
3. 了解漏极开路的门电路使用方法。
二、实验内容1. 用一个NMOS和一个PMOS构成一个CMOS反相器,实现Y=A’。
给出电路图,分析其工作原理,测试其逻辑功能填入表2-1。
表2-1 CMOS反相器逻辑功能表2. 用2个NMOS和2个PMOS构成一个CMOS与非门,实现Y=(AB)’。
计算机组成原理实验指导书一、实验目的。
本实验旨在通过实际操作,加深学生对计算机组成原理的理解,掌握计算机硬件的基本组成和工作原理,提高学生的动手能力和实际操作能力。
二、实验器材。
1. 计算机主机。
2. 显示器。
3. 键盘。
4. 鼠标。
5. 逻辑分析仪。
6. 示波器。
7. 电源。
8. 万用表。
9. 逻辑门集成电路。
10. 接线板。
11. 连接线。
三、实验内容。
1. 计算机硬件基本组成的实验。
通过拆卸计算机主机,了解各个硬件组件的作用和连接方式,包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、电源等。
并通过重新组装,加深对计算机硬件组成的理解。
2. 逻辑门电路实验。
使用逻辑门集成电路和连接线搭建基本的逻辑门电路,包括与门、或门、非门等,并通过逻辑分析仪观察输入输出的关系,加深对逻辑门原理的理解。
3. 示波器使用实验。
学习示波器的基本使用方法,观察不同信号的波形,了解数字信号和模拟信号的特点,加深对计算机输入输出原理的理解。
4. 电源电压测量实验。
使用万用表测量计算机主板各个电源接口的电压值,了解各个电源接口的作用和电压标准,加深对计算机电源原理的理解。
四、实验步骤。
1. 计算机硬件基本组成的实验步骤。
(1)拆卸计算机主机,观察各个硬件组件的位置和连接方式。
(2)了解各个硬件组件的作用和特点。
(3)重新组装计算机主机,检查各个硬件组件的连接是否正确。
2. 逻辑门电路实验步骤。
(1)根据实验指导书搭建与门、或门、非门电路。
(2)使用逻辑分析仪观察输入输出的关系,记录实验数据。
3. 示波器使用实验步骤。
(1)学习示波器的基本使用方法。
(2)使用示波器观察不同信号的波形,记录实验数据。
4. 电源电压测量实验步骤。
(1)使用万用表测量各个电源接口的电压值。
(2)比较测量结果与电压标准的差异,记录实验数据。
五、实验注意事项。
1. 在拆卸和重新组装计算机主机时,注意防止静电干扰,避免损坏硬件组件。
2. 在搭建逻辑门电路时,注意连接线的接触是否良好,避免信号传输不畅。
《计算机组成原理》实验指导书目录第一部分EL-JY-II计算机组成原理实验系统简介 (1)第二部分使用说明及要求 (5)实验一运算器实验 (12)实验二移位运算实验 (24)实验三存储器实验和数据通路实验 (29)实验四微程序控制器的组成与实现实验 (36)实验五微程序设计实验 (45)实验六、简单实验计算机组成与程序运行实验 (53)实验七、带移位运算实验计算机组成与程序运行实验 (65)实验八、复杂实验计算机组成与程序运行实验 (77)实验九、实验计算机的I/O实验 (93)实验十、总线控制实验(选做) (103)实验十一、可重构原理计算机组成实验(选做) (105)实验十二、简单中断处理实验(选做) (110)实验十三、基于重叠和流水线技术的CPU结构实验(选做) (116)实验十四、RISC模型机实验(选做) (122)第一部分EL-JY-Ⅱ计算机组成原理实验系统简介EL-JY-Ⅱ型计算机组成原理实验系统是为计算机组成原理课的教学实验而研制的,涵盖了目前流行教材的主要内容,能完成主要的基本部件实验和整机实验,可供大学本科、专科、成人高校以及各类中等专业学校学习《计算机组成原理》、《微机原理》和《计算机组成和结构》等课程提供基本的实验条件,同时也可供计算机其它课程的教学和培训使用。
一、基本特点:1、本系统采用了新颖开放的电路结构:(1)、在系统的总体构造形式上,采用“基板+ CPU板”的形式,将系统的公共部分,如数据的输入、输出、显示单片机控制及与PC机通讯等电路放置在基板上,它兼容8位机和16位机,将微程序控制器、运算器、各种寄存器、译码器等电路放在CPU板上,而CPU板分为两种:8位和16位,它们都与基板兼容,同一套系统通过更换不同的CPU板即可完成8位机或16位机的实验,用户可根据需要分别选用8位的CPU 板来构成8位计算机实验系统或选用16位的CPU板来构成16位计算机实验系统;也可同时选用8位和16位的CPU板,这样就可用比一套略多的费用而拥有两套计算机实验系统,且使用时仅需更换CPU板,而不需做任何其它的变动或连接,使用十分方便。
目录实验1: 基本逻辑门电路 (2)EDA设计实验的基本步骤和注意事项 (4)实验2: 译码器及其应用 (10)实验3 触发器、移位寄存器的设计和应用 (15)实验4: 计数器 (18)实验5: 数字系统的设计 (19)实验报告格式和内容 (20)实验1: 基本逻辑门电路一、实验目的1: 掌握各种门电路的逻辑功能及测试方法。
2: 学习用与非门组成其它逻辑门电路。
二、实验用的仪器、仪表TEC —5实验箱 74LS00二输入四与非门 三态门74LS125三、实验原理与非门的逻辑功能是: 当输入端中有一个或一个以上低电平时, 输出端为高电平。
只有当输入端全为高电平时, 输出端才为低电平(即有“0”得“1”, 全“1”出“0”)。
三态输出门是一种特殊的门电路。
它与普通的逻辑门电路不同, 它的输出状态除了高、低电平两种状态(均为低阻状态)外, 还有第三种状态,即高阻态。
处于高阻态时, 电路与负载之间相当于开路。
三态门主要用途之一是实现总线传输。
三态输出门符号与功能表如下(此例以低有效的使能器件为例)。
四、实验内容 1: 测试二输入与非门的逻辑功能与非门的输入端接逻辑开关电平, 输出端接发光二极管。
按表1-2所示测试与非门, 并将测试结果填入表中。
B A F •= 表1-1AB2: 学习用二输入与非门构成其他逻辑电路的方法, 并测试。
与门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用2个与非门即可实现与门逻辑功能。
输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。
参考表1-1, 设计表格, 并将测试结果填入表中。
或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,所以用3个与非门即可实现或门逻辑功能。
输入A 、B 接逻辑开关, 输出端接发光二极管。
参考表1-1, 设计表格, 并将测试结果填入表中。
异或门逻辑功能实现:根据布尔代数的理论, ,根跟据此异或逻辑表达式经过变换, 逻辑图如下, 请自行验证此逻辑图的正确性, 同时思考如果直接据逻辑表达式画逻辑图, 效果如何, 近而体会变换的作用。
《数字逻辑与计算机组成原理》实验指导书适用专业:09,10软件工程闽江学院计算机系2010年 7月前言“数字逻辑与计算机组成原理实验”是一门实践性、综合性、应用性较强的计算机基础课程,是必修课程。
对计算机应用及程序有重大意义,有利于理解计算机系统中软件和硬件的关系。
通过实验学生掌握各个单元模块的工作原理,可进一步深化和掌握课堂理论教学内容,为学生提供必要的实践机会,以加强其感性认识和增强其实际动手能力,能使学生更好的领会计算工作原理以及相关接口技术实践知识,激励学生勇于创新,全面提高学生解决实际问题的动手能力。
本实验主要训练和培养学生利用所学的知识进行数字电路和模型机的设计与调试等应用等方面的技能,训练学生开发高级应用系统的设计思路、具体过程和步骤等,激发学生的学习热情和创新性思维。
本指导书中设置的实验项目,包括验证性、综合性和设计性实验,分为必做和选做,可根据学生的专业方向和课时安排以及学生的能力和兴趣等对实验项目的内容和顺序等重新调整安排。
目录实验一:Multisim 仿真实验---------------------------------------------3 实验二:组合逻辑电路的设计与仿真-----------------------------------5 实验三:时序逻辑电路的设计与仿真-----------------------------------7 实验四:算术逻辑运算实验-----------------------------------------------9 实验五:存储器实验-----------------------------------------------------22实验六:微控制器实验---------------------------------------------------28附件:实验报告基本要求 (40)实验一熟悉Multisim 仿真软件实验学时:2实验类型:验证实验要求:必修一、实验目的(1)熟悉Multisim软件的功能及使用(2)掌握Multisim软件的各种仿真手段(3)掌握Multisim软件的各种虚拟仪器的运用(4)熟悉Multisim软件的元件库及调用(5)设计一个半加器电路,运用Multisim软件进行优化和测试。
二、实验内容2.1 Multisim软件的功能及使用2.2 Multisim软件的各种仿真手段2.3 Multisim软件的各种虚拟仪器的运用2.4 Multisim软件的元件库及调用2.5 设计一个半加器电路,运用Multisim软件进行优化和测试三、实验原理、方法和手段运用Multisim仿真软件进行数字电路的设计、优化和测试等四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件,采用“以学生自主训练为主的集中授课形式”,按每人一组独立完成。
五、实验条件PC机,Multisim仿真软件六、实验步骤6.1 Multisim软件的各种功能及使用6.2 Multisim软件的各种仿真手段运用6.3 Multisim软件的各种虚拟仪器的运用6.4 Multisim软件的元件库及调用6.5 设计半加器电路,并进行测试和优化七、思考题7.1 如何选择Multisim仿真软件的元件?7.2 如何选择Multisim不同的设计及仿真方法?7.3 如何选择Multisim的输入信号及输出结果仿真?八、实验报告实验报告的内容及要求包括实验预习、实验记录和实验报告三部分。
8.1了解相关集成门电路的工作原理和引脚功能。
8.2 熟悉Multisim仿真软件的元件库及使用。
8.3 认真记录实验过程中的有关现象和实验结果,课后结合所学的知识加以分析并完成实验报告。
九、其它说明本实验内容多,若在课堂上无法完成所有内容,可在课后继续。
实验二组合逻辑电路的设计与仿真实验学时:2实验类型:验证实验要求:必修一、实验目的1.1熟悉显示译码器的使用,理解其工作原理。
1.2运用Multisim设计显示译码器电路并仿真结果。
二、实验内容设计一个BCD码和余3码的双向转换电路,并通过两个数码管显示出来。
三、实验原理、方法和手段运用Multisim仿真软件进行组合逻辑电路的设计、优化、演示和测试等四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件,采用“以学生自主训练为主的集中授课形式”,按每人一组独立完成。
五、实验条件PC机,Multisim仿真软件六、实验步骤6.1 设计一个BCD码和余3码的双向转换电路,6.2 数码管显示驱动设计6.3 实验结果的演示6.4 电路的优化和测试七、思考题7.1 实现该功能的电路设计方案是唯一的吗?为什么?7.2 如何选择最佳的设计及仿真方法?7.3 如何选择最适合的输入及输出元件?八、实验报告实验报告的内容及要求包括实验预习、实验记录和实验报告三部分。
8.1 了解相关LED驱动集成电路的工作原理和引脚功能。
8.2 熟悉Multisim仿真软件的元件库及使用。
8.3 认真记录实验过程中的有关现象和实验结果,课后结合所学的知识加以分析并完成实验报告。
九、其它说明本实验内容多,若在课堂上无法完成所有内容,可在课后继续。
实验三时序逻辑电路的设计及仿真实验学时:2实验类型:验证实验要求:必修一、实验目的1.1设计一个可自启动的五进制增/减计数器并仿真1.2学习和掌握时序逻辑电路的应用和计数器的工作原理1.3学习和掌握时序逻辑电路的设计与仿真方法二、实验内容设计一个可自启动的五进制增/减计数器电路,并通过两个数码管显示出来。
三、实验原理、方法和手段运用Multisim仿真软件进行时序逻辑电路的设计、优化、演示和测试等四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件,采用“以学生自主训练为主的集中授课形式”,按每人一组独立完成。
五、实验条件PC机,Multisim仿真软件六、实验步骤6.1 设计一个可自启动的五进制增/减计数器6.2 数码管显示驱动设计6.3 实验结果的演示6.4 电路的优化和测试七、思考题7.1 实现该功能的电路设计方案是唯一的吗?为什么?7.2 如何选择最佳的设计及仿真方法?7.3 如何选择最适合的输入及输出元件?八、实验报告实验报告的内容及要求包括实验预习、实验记录和实验报告三部分。
8.1 了解相关LED驱动集成电路的工作原理和引脚功能。
8.2 了解计数器的工作原理和设计方法。
8.3 熟悉Multisim仿真软件的元件库及使用。
8.4 认真记录实验过程中的有关现象和实验结果,课后结合所学的知识加以分析并完成实验报告。
九、其它说明本实验内容多,若在课堂上无法完成所有内容,可在课后继续。
实验四运算器(ALU)实验实验学时:2实验类型:验证实验要求:必修一.实验目的1.1.掌握简单运算器的数据传送通路。
1.2.验证运算功能发生器(74LSl81)的组合功能。
1.3.验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能。
1.4.按指定数据完成几种指定的算术运算。
1.5.验证移位控制的组合功能。
二.实验内容2.1 算术逻辑运算实验2.2进位控制实验2.3移位运算实验三、实验原理、方法和手段3.1算术逻辑运算实验原理实验中所用的运算器数据通路图1—1所示。
其中运算器由两片74LSl81以并/串形成构成8位字长的ALU。
运算器的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器(74LS373)锁存,锁存器的输入连至数据总线,数据开并(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据,并经过——三态门(74LS245)和数据总线相连,数据显示灯(“BUS UNIT”)已与数据总线相连,用来显示数据总线内容。
图中已将用户需要连接的控制信与用圆圈标明(其他实验相同,不再说明),其中除T4为脉冲信与,其它均为电平信号。
由于电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”的相应时序信号引出端,因此,在进行实验时,只需将“W/R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端,按动微动开关,即可获得实验所需的单脉冲,而S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR l、LDDR2、ALU—B、SW—B各电平控制信号用“SWITCH UNIT”中的二进制数据开关来模拟,其中Cn、 ALU—B、SW—B为电低电平有效,LDDR l、LDDR2为高电子有效。
图1-1运算器数据通路3.2进位控制运算实验原理进位控制运算器的实验原理如图1—3所示,在实验(1)的基础上增加进位控制部分,其中181的进位进入一个74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“STATE UNIT”的微动开关KK2上。
AR是电子控制信号(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1-3进位控制实验原理图3.3移位运算实验原理移位运算实验原理如图1-5所示,使用了一片74LS299作为移位发生器,其八个输入/输出端以排针方式和总线单元连接。
299-B信号控制其使能端,T4时序为其时钟脉冲,实验时将“W/R UNIT”中的T4接至“STATE UNIT”中的KK2单脉冲发生器,由S0S1 M控制信号控制其功能状态,其列表如下:图1-5移位运算原理图四、实验组织运行要求根据本实验的特点、要求和具体条件,采用“以学生自主训练为主的集中授课形式”,按两人一组分组进行。
五、实验条件CCT—IV计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。
六、实验步骤6.1算术逻辑运算实验步骤(1)按图1-2连接路线,仔细检查无误后,接通电源。
(2)用二进制数码开关DR1和DR2寄存器置数,具体操作步骤图示如下:检验DRl和DR2中存的数是否正确,具体操作为:关闭数据输入三态门(SW—B=1),打开ALU输出三态门(ALU—B=0),当置S3、S2、S1、S0、M为1 1 1 1 l时,总线指示灯显示DRl中的数,而置成10101时总线指示灯显示DR2中的数。
图 1—2 实验接线图(3)验证74LSl81的算术运算和逻辑运算功能 (采用正逻辑)在给定DRl=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。
表1-16.2进位控制运算实验步骤(1)按图1—4连接实验线路,仔细查线无误后,接通电源。
图1—4 实验接线图(2)用二进制数码开关向DRl和DR2寄存器置数,具体方法: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DRl存入01010101,向DR2存入10101010。
具体操作步骤如下:(3)进位标志清零具体操作方法如下:S3S2S1S0M的状态置为0 0 0 0 0,AR状态置为0.(清零时DRl寄存器中的数应不等于FF)按动微动开关KK2,观察进位标志指示灯并记录。