实验一预做实验报告

1、计算机组成原理预做实验报告实验一运算器实验1实验目的和要求1)2)3)4)熟悉实验装置；学习算术逻辑单元电路的构成及其工作原理，掌握运算器实验的数据传送通 路的结构及不同实验状态下的各运算数据的流程；验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能；按指定的数据完成几种指定的算术和逻辑运算。2实验设备JYS-4计算机组成原理教学实验系统装置、导线若干。3实验内容1）熟悉实验仪器整个实验仪器是由分散元器件构成，包括计算机中的各组成部件：运算器、 存储器、控制器等，这些器件的内部连线已经连好，需要连接的是一些控制信号 线。实验板上对各个器件的划分比较清楚， 都用白色框线表示，每个器件的名称 也用白色

2、注明。每套实验仪器内部都有电源线、拍线若干、实验指导书和实验指导手册各一本，电源开关在旁侧。JYS-4硬件系统主要由安装在一块印刷电路大板上的开关、电阻、 LED 显示器、集成电路等电子器件构成。整个电路板由功能相对独立的不同“单元电 路”组成。系统布局示意图如下。电源（RS232接 口）89C51单元（PC单元）信号单元时序单元运算器单元读写逻辑单元单元地址总线单元单元LED单元微程序控制器单元PLD单元寄存器单元6扩展单元输入设备主存储器输出设备开关控制单元系统硬件结构原理如下图内部总线外部总线2）学习接线认识线的种类、特点。掌握拿线的方法和要点（如手指捏住的不是导线，而是导线的线座） 。

3、 插拔导线的方法要点（注意线座的角度与排针保持零角度方向运动） 。对于两根一股以上的“排线”，注意连接信号的对号入座（以不同的色 彩来区分不同的信号）。防止线座与相对应的排针之间的窜位连接或反 顺序连接。3）验证JYS-4计算机组成原理实验箱中的ALU电路及其功能实现。表1-1 74LS181功能表工作方式输入选择S3 S2 S1 S0正逻辑输入与输出逻辑运算（M=H）算术运算（M=L）（Cn=H）（Cn=L）L L L LA非AA加1L L L H（A+B）非A+B（A+B ）加 1L L H L（A 非）BA+（B 非）A+（B 非）加 1L L H H逻辑0减10L HL L（AB）非A

4、加A（B非）A 加 A（B 非）加 1L HL HB非（A+B）加 A（B 非）（A+B）加 A（B 非）加 1L HH LA异或BA减B减1A减BL HH HA（B 非）（A（ B 非）减 1A（B 非）H LL L（A 非）+BA 力口 ABA力口 AB力口 1H LL H（A异或B）非A加BA加B加1H LH LB（A+（B 非）加 AB（A+（B 非）加 AB 加 1H LH HABAB减1ABH HL L逻辑1A加AA加A加1H HL HA+（B 非）（A+B）加 A（A+B）加 A 加 1H HHLA+B（A+（B 非）加 A（A+（B非）加A加1H HHHAA减1A实验步骤1）2

5、）3）4）5）6）打开实验装置，熟悉实验装置各部分结构和功能练习插拔线将实验装置中的数据开关和控制开关打到初始位置按实验要求接线，经检查无误后通电用二进制数据开关向DR1寄存器A）和DR2寄存器B）置运算数据 再次查看开关单元的ALU-B开关是否处于初始状态， 到初始状态（ALU-B=1），关闭ALU输出的三态门； 接通WS-E开关，打开数据输入单元的三态门； 分别向寄存器A和寄存器B置数，操作流程如下：不在初始状态则打SW-B开关（使 SW-B=1。关闭数据输入三态门，即断开验证寄存器A（DR1）和寄存器B（DR2）中数据的正确性在上述关闭数据输入三态门（SW-B=1）的情况下，打开ALU输

6、出的三态门 （ALU-B=0）。当置S3、S2、S1、S0M于初始状态时，其控制开关均在断开状态，输 出信号均为高电平（1），这时ALU输出的是寄存器A里的数据，对照所 设置的数据看是否与总线指示灯显示的数据相同。只接通S2和S0信号的控制开关（使S2=0, S0=0），其余开关状态不变， 这时ALU输出的是寄存器B里的数据，对照所设置的数据看是否与总线 指示灯显示的数据相同。经过上述检验，如果两个寄存器所显示的数据与所置入的数据是一致 的，表明实验装置所用到的这部分单元电路、实验接线和实验操作都是 正确无误的。否则必有一个或几个实验环节发生错误，必须认真检查分析，找出出错原因。后续实验必须在

7、上述结果正确无误的基础方可进行。 验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑），在给定寄存器 A（DR仁X和寄存器B（DR2二丫数据的情况下，改变运算器的功能，观察运 算器的输出，把相关功能下的输出结果填入表2-2，并做出理论分析和比较，验证实验的正确性。5实验结果记录及分析运算器实验数据记录表1)2)3)4)5)6)实验中注意事项接线时将电源断开，接好线后相互检查无误，最后指导教师检查无误后，方 可打开电源。相互冲突的总线控制信号要确保互斥出现，否则会出现总线冲突，导致烧毁 器件。认真对待，反复检查、确认；不太确定的事情不能草率行事，经指导老师确 认后再做。插拔拍线时动作要慢，对

8、准板子上的排针垂直插入和拔出，以免损伤排针和 拍线。当使用拍线连接多个数据线和控制信号时，注意对应关系，拍线中各条线的 颜色可以帮助辨认。接线前要认真阅读实验指导书，联系课堂所学知识，搞清楚电路结构及 工作原理，达到理论与实践相结合的目的。寄存器A里 的内容X寄存器B里 的内容丫S3 S2 S1 S0M=0 （算术运算）M=1 （逻辑运算）Cn=1Cn=000011111000110000 0 0 000011111001000001110000000011111000110001 1 0 000111110001111111111111100011111000110001 0 0 1001101110011100011111000000111