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实验一

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计算机组成原理实验指导书 - １６ - 实验一 运算器实验 一、实验目的： 1． 掌握运算器的组成及工作原理； 2．了解4位函数发生器74LS181的组合功能，熟悉运算器执行算术操作和逻辑操作的具体实现过程； 3． 验证带进位控制的74LS181的功能。 二、预习要求： １ 复习本次实验所用的各种数字集成电路的性能及工作原理； ２ 预习实验步骤，了解实验中要求的注意之处。 三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，排线若干。 四、电路组成： 本模块由算术逻辑单元ALU 74LS181（U7、U8、U9、U10）、暂存器74LS273（U3、U4、U5、U6）、三态门74LS244（U11、U12）和控制电路（集成于EP1K10内部）等组成。电路图见图1-1(a)、1-1(b)。

图1-1（a）ALU电路 计算机组成原理实验指导书 - １７ -

图1-1（b）ALU控制电路

算术逻辑单元ALU是由四片74LS181构成。74LS181的功能控制条件由S3、S2、S1、S0、 M、Cn决定。高电平方式的74LS181的功能、管脚分配和引出端功能符号详见表1-1、图1-2和表1-2。

四片74LS273构成两个16位数据暂存器，运算器的输出采用三态门74LS244。它们的管脚分配和引出端功能符号详见图1-3和图1-4。

图1-2 74LS181管脚分配 表1-2 74LS181输出端功能符号 74LS181功能表见表1－1，其中符号“＋”表示逻辑“或”运算，符号“*”表示逻辑“与”运算，符号“/”表示逻辑“非”运算，符号“加”表示算术加运算，符号“减”表示算术减运算。 计算机组成原理实验指导书 - １８ - 选择 M=1 逻辑操作 M=0 算术操作 S3 S2 S1 S0 Cn=1（无进位） Cn=0（有进位）

0 0 0 0 F=/A F=A F=A加1

0 0 0 1 F=/(A+B) F=A+B F=(A+B)加1

0 0 1 0 F=/A*B F=A+/B F=(A+/B)加1

0 0 1 1 F=0 F=－1 F=0 0 1 0 0 F=/(A*B) F=A加A*/B F=A加A*/B加1

0 1 0 1 F=/B F=(A+B)加A*/B F=(A+B) 加A*/B加1

0 1 1 0 F=(/A*B+A*/B) F=A减B减1 F=A减B

0 1 1 1 F=A*/B F=A*/B减1 F=A*/B 1 0 0 0 F=/A+B F=A加A*B F=A加A *B加1

1 0 0 1 F=/(/A*B+A*/B) F=A加B F=A加B加1

1 0 1 0 F=B F=(A+/B)加A*B F=(A+/B)加A*B加1

1 0 1 1 F=A*B F=A*B减1 F=A*B 1 1 0 0 F=1 F=A加A F=A加A 加1

1 1 0 1 F=A+/B F=(A+B)加A F=(A+B)加A加1

1 1 1 0 F=A+B F=(A+/B)加A F=(A+/B)加A加1

1 1 1 1 F=A F=A减1 F=A 表1-1 74LS181功能表

图1-3（a） 74LS273管脚分配 图1-3（b）74LS273功能表 计算机组成原理实验指导书 - １９ -

图1-4（a） 74LS244管脚分配 图1-4（b） 74LS244功能 五、工作原理：

运算器的结构框图见图1-5：

算术逻辑单元ALU是运算器的核心。集成电路74LS181是4位运算器，四片

74LS181以并／串形式构成16位运算器。它可以对两个16位二进制数进行多种算术或逻辑运算，74LS181 有高电平和低电平两种工作方式，高电平方式采用原码输入输出，低电平方式采用反码输入输出，这里采用高电平方式。 三态门74LS244作为输出缓冲器由ALU-G信号控制，ALU-G 为“0”时，三态门开通，此时其输出等于其输入；ALU-G 为“1”时，三态门关闭，此时其输出呈高阻。 四片74LS273作为两个16数据暂存器，其控制信号分别为LDR1和LDR2，当LDR1和LDR2 为高电平有效时，在T4脉冲的前沿，总线上的数据被送入暂存器保存。 计算机组成原理实验指导书 - ２０ - 六、实验内容：

验证74LS181运算器的逻辑运算功能和算术运算功能。 七、实验步骤： Ⅰ、单片机键盘操作方式实验 注：在进行单片机键盘控制实验时，必须把开关K4置于“OFF”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。 1、实验连线（键盘实验）： 实验连线如图1－6所示。 （连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。注意：F4只用一个排线插头孔）

图1－6 实验一 键盘实验连线图 2、实验过程：

（1） 拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动CLR，使其指示灯亮。 （2） 在监控滚动显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入01或1，按【确认】键，监控显示为【ES01】，表示准备进入实验一程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。 （3） 再按【确认】键，进入实验一程序，监控显示【InSt--】，提示输入运算指令，输入两位十六进制数（参考表1－3和表1－1），选择执行哪种运算操作，按【确认】键。 （4） 监控显示【Lo=0】,此处Lo相当于表1－1中的M，默认为“0”，进行算术运算，也可以输入“1”，进行逻辑运算。按【确认】，显示【Cn=0】,默认为“0”，由表1－1可见，此时进行带进位运算，也可输入“1”，不带进位运算（注：如前面选择

运算器接口 S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2

C1… ...C6 E5 E4 F5 E3 控制总线 F4 控制总线 T4 计算机组成原理实验指导书 - ２１ - 为逻辑运算，则Cn不起作用）。按【确认】，显示【Ar=1】，使用默认值“1”，关闭

进位输出。也可输入“0”，打开进位输出，按【确认】。 （5） 监控显示【DATA】，提示输入第一个数据，输入十六进制数【1234H】，按【确认】，显示【DATA】，提示输入第二个数据，输入十六进制数【5678H】，按【确认】键，监控显示【FINISH】，表示运算结束，可从数据总线显示灯观察运算结果，CY指示灯显示进位输出的结果。按【确认】后监控显示【ES01】，可执行下一运算操作。 运算指令（ S3 S2 S1 S0） 输入数据（十六进制） 0 0 0 0 00或0

0 0 0 1 01或1

0 0 1 0 02或2

0 0 1 1 03或3

0 1 0 0 04或4

0 1 0 1 05或5

0 1 1 0 06或6

0 1 1 1 07或7

1 0 0 0 08或8

1 0 0 1 09或9

1 0 1 0 0A或A

1 0 1 1 0B或B

1 1 0 0 0C或C

1 1 0 1 0D或D

1 1 1 0 0E或E

1 1 1 1 0F或F

表1-3 运算指令关系对照表

在给定LT1=1234H、LT2=5678H的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入表中，并和理论值进行比较和验证： LT1 LT2 S3S2S1S0 M=0（算术运算） M=1（逻辑运算）

Cn=1（无进位） Cn= 0（有进位） 1234H 5678H 00或0 F=1234 F=1235 F=EDCB 01或1 F=567C F=567D F=A983 02或2 F=BBB7 F=BBB8 F=4448 03或3 F=FFFF F=0000 F=0000 04或4 F=1238 F=1239 F=EDCF 05或5 F=5680 F=5681 F=A987 06或6 F=BBBB F=BBBC F=444C 07或7 F=0003 F=0004 F=0004 08或8 F=2464 F=2465 F=FFFB 09或9 F=68AC F=68AD F=BBB3 计算机组成原理实验指导书 - ２２ - 0A或A F=CDE7 F=CDE8 F=5678 0B或B F=122F F=1230 F=1230 0C或C F=2468 F=2469 F=FFFF 0D或D F=68B0 F=68B1 F=BBB7 0E或E F=CDEB F=CDEC F=5676 0F或F F=1233 F=1234 F=1234

Ⅱ、开关控制操作方式实验 注：为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的ALU-G和C-G拨到输出高电平“1”状态(所对应的指示灯亮。)本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。 1、 按图1－7接线图接线： 连线时应注意：为了使连线统一，对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

运算器接口

S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2

BD15 ……. BD8 数据总线 BD7 ……. BD0

DIJ1 DIJ-G DIJ2 数据输入电路 C-G S3S2S1S0MCn ALU-G AR LDR1 LDR2 控制开关电路

T+ fin f/8

脉冲源及时序电路

图1－7 实验一 开关实验 接线图

2、通过数据输入电路的拨开关开关向两个数据暂存器中置数： 注意：本实验中ALU-G和C-G不能同时为0，否则造成总线冲突，损坏芯片！故每次实验时应时刻保持只有一路与总线相通。 1）拨动清零开关CLR，使其指示灯。再拨动CLR，使其指示灯亮。置ALU-G＝1：关闭ALU的三态门；再置C-G=0：打开数据输入电路的三态门； 2） 向数据暂存器LT1（Ｕ3、U4）中置数： （1）设置数据输入电路的数据开关“D15……D0”为要输入的数值；

控制总线T4

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试验一氯化钠的提纯

试验一氯化钠的提纯

实验一氯化钠的提纯一、实验目的1．掌握提纯NaCl的原理和方法。

2．学习溶解、沉淀、常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶和烘干等基本操作。

3．了解Ca2+、Mg2+、SO42-等离子的定性鉴定。

二、实验原理化学试剂或医药用的NaCl都是以粗食盐为原料提纯的，粗食盐中含有Ca2+、Mg2+、K+和SO42-等可溶性杂质和泥沙等不溶性杂质。

选择适当的试剂可使Ca2+、Mg2+、SO42-等离子生成难溶盐沉淀而除去，一般先在食盐溶液中加BaCl2溶液，除去SO42-离子：Ba2+ + SO42-= BaSO4↓然后再在溶液中加Na2CO3溶液，除Ca2+、Mg2+和过量的Ba2+：Ca2+ + CO32-= CaCO3↓Ba2+ + CO32-= BaCO3↓2Mg2+ + 2OH- + CO32-= Mg2(OH)2CO3↓过量的Na2CO3溶液用HCl中和，粗食盐中的K+仍留在溶液中。

由于KCl溶解度比NaCl 大，而且粗食盐中含量少，所以在蒸发和浓缩食盐溶液时，NaCl先结晶出来，而KCl仍留在溶液中。

三、器材和药品1．器材电磁加热搅拌器，循环水泵，抽滤瓶，布氏漏斗，普通漏斗，烧杯，蒸发皿，台秤，滤纸，pH试纸。

2．药品NaCl(粗)，H2SO4(3mol·L-1)，Na2CO3(饱和溶液)，HCl(2mol·L-1)，(NH4)2C2O4(饱和溶液)，BaCl2(1mol·L-1)，NaOH(6mol·L-1)，HAc(2mol·L-1)，镁试剂(对硝基偶氮间苯二酚)。

四、实验方法一、NaCl的提纯1．粗盐溶解称取8.0g粗食盐于100mL烧杯中，加入30mL水，用酒精灯加热搅拌使其溶解。

2．除SO42-加热溶液至沸，边搅拌边滴加1mol·L-1 BaCl2溶液约2mL，继续加热5min，使沉淀颗粒长大易于沉降。

3．检查SO42-是否除尽将酒精灯移开，待沉降后取少量上清液加几滴2mol·L-1 HCl，再加几滴1mol·L-1 BaCl2溶液，如有混浊，表示SO42-尚未除尽，需再加BaCl2溶液直至完全除尽SO42-。

第1课《空气占据空间吗》实验解析

第1课《空气占据空间吗》实验解析

样例：第1课《空气占据空间吗》实验解析（一）【实验名称】空气占据一定的空间【实验目的】在动手实验和观察现象中，发现空气像粉笔、水一样占据一定的空间。

【实验类型】分组实验【实验器材】实验一：漏斗、烧杯、水、橡皮泥、塑料瓶；实验二：水槽、水、玻璃杯、纸巾；实验三：气球、塑料瓶。

【实验步骤】1.实验一：水会漏下去吗？将漏斗插入小口瓶，用橡皮泥封住瓶口，然后快速向漏斗里倒水，观察现象。

2.实验二：纸团会不会湿将一团纸紧塞在杯底，再把杯子倒扣在水中，观察现象。

3.实验三：气球吹得大吗？将气球放入瓶中，并用气球嘴套住瓶口，用力吹气球，观察现象。

4.整理器材、收拾桌面。

【实验结论】空气占据一定的空间。

【注意事项】1.这组实验所需器材多，需要进行充分准备。

2.实验一橡皮泥密封后需要细致检查，确保密封的效果；实验二纸巾要确保塞进杯底且不掉下来，杯子入水时要竖直插入；实验三观察的重点是气球能不能持续吹大。

3.教师要引导学生分析和寻找现象背后的本质。

4.认识空气占据空间的性质后，可让学生思考如何让水流下去？如何让纸巾变湿？如何将气球吹大？（二）【实验名称】压缩空气具有弹性【实验目的】在动手实验和观察现象中，发现压缩空气具有弹性。

【实验类型】分组实验【实验器材】注射器、橡皮、染红的泡沫粒【实验步骤】1.在注射器内放入染红的泡沫粒，把注射器的活塞往后拉一段距离，记下活塞的位置。

将针筒口顶住橡皮。

2.推动活塞，记下活塞的位置，松手，观察活塞有什么变化；然后用大一点的力推动活塞，再松手，观察活塞又有什么变化。

3.整理器材、收拾桌面。

【实验结论】压缩空气具有弹性。

【注意事项】1.实验时要重点观察活塞的变化，体会手的感觉。

2.可以用注射器吸水，再推拉活塞，进行比较。

调速实验1-4

调速实验1-4

六、实验报告
１、简述实验中观察到的现象，对实验中出现的问题加以分析、解释。
２、画出U/F曲线。
３、画出异步电动机的机械特性n=f（Ｔe）曲线。
４、思考题：如何改变电动机的加速度、减速度？
５、写出实验小结。
实验四速度闭环三相异步电机调压调速系统实验
一．实验目的
3)直流电动机的电枢电流不要超过额定值使用，转速也不要超过1.2倍的额定值。以免影响电机的使用寿命，或发生意外。
4)DJK04与DJK02-1不共地，所以实验时须短接DJK04与DJK02-1的地。
实验二、双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验
一、实验目的
1、了解双闭环不可逆直流调速系统的原理及组成。
2、掌握双闭环不可逆直流调速系统的调试方法和步骤。
⑴、通过触摸面板上LO/RE切换键进行切换。
⑵、通过对输入端子参数（n36～n39）的设定来切换。
1、 触摸面板的操作方法
触摸面板操作有两种功能：一种是用面板上的RUN键和STOP/RESET键来控制电机的起动、停止。另一种是用于参数设定。
1） 指示灯显示说明
正常时:接通电源后，RUN灯闪亮、ALARM灯灭。指示灯FREF、FOUT、IOUT、MNTR、F/R、LO/RE、PRGM中有灯亮，指示窗口有数据显示。
U09：显示过去最后一次发生过的异常内容。
U10：制造商管理用。
F/R：灯亮时，可用 或 键，选择电动机的运转方向（正/
反转）。 FOR：正转 rev：反转
LO/RE：灯亮时，可用 或 键，选择本地/远程模式。
rE：远程 LO：本地
PRGM：。灯亮时，可用 或 键，选择要设定的参数，再用
键显示该参数的内容，用 或 键修改该
一年级科学上册100个实验十分钟操作

一年级科学上册100个实验十分钟操作

一年级科学上册100个实验十分钟操作
简介
这份文档旨在为一年级学生提供一百个简单的科学实验，每个实验都可以在十分钟内完成。

这些实验旨在培养学生对科学的兴趣和好奇心，同时提高他们的观察和实验技巧。

实验一：浮力实验
材料：
- 一个碗
- 水
- 不同材质的物体（例如小球、木块、纸片）
操作步骤：
1. 将碗填满水。

2. 一个一个地将不同材质的物体放入水中观察。

3. 观察物体在水中的浮力表现，记录下观察结果。

实验结果：
不同材质的物体具有不同的浮力。

轻的物体会浮在水面上，重的物体则会下沉。

实验二：溶解实验
材料：
- 两个透明杯子
- 水
- 不同颜色的糖果
操作步骤：
1. 在两个杯子中倒入相同的水。

2. 将不同颜色的糖果放入每个杯子中。

3. 观察糖果在水中的变化，并记录下观察结果。

实验结果：
某些糖果会溶解在水中，使水变色。

不同颜色糖果的溶解速度可能会有所不同。

...
（继续编写实验三至实验一百的操作步骤和实验结果）
结论
这些实验可以帮助一年级学生探索基础科学原理，培养他们对科学的兴趣。

每个实验只需十分钟，方便学生在课余时间进行。

学生们可以逐渐通过这些实验培养观察、实验和记录的能力，同时提高他们的科学素养。

教师可根据学生的实验报告来评估他们对实验的理解和观察技巧。

请提醒学生在进行实验时保持安全，并确保实验材料的适当使用和处理。