中南大学计算机原理与汇编实验报告(截图完整)

中南大学《计算机原理与汇编》实验报告

学生姓名

学号

专业班级

指导教师雷向东

学院信息科学与工程学院

完成时间 2010年12月

实验2 算术逻辑运算实验

一、实验目的

1．掌握简单运算器的组成以及数据传送通路。

2．验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。

二、实验设备

74LS181（两片）,74LS273(两片), 74LS245(一片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片。

三、实验原理

实验中的运算器由两片74LS181以并/串形式构成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两个锁存器（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据(A和B)，并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。

74LS181：完成加法运算。

74LS273：输入端接数据开关，输出端181。在收到上升沿的时钟信号前181和其输出数据线之间是隔断的。在收到上升沿信号后，其将输出端的数据将传到181，同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。因此，通过增加该芯片，可以通过顺序输入时钟信号，将不同寄存器中的数据通过同一组输出数据线传输到181芯片的不同引脚之中。

74LS245：相当于181的输出和数据显示灯泡组件之间的一个开关，在开始实验后将其打开，可以使181的运算结果输出并显示到灯泡上。

四、实验步骤及结果分析

1.选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

图1 运算器实验流程图

2.搭建实验流程：将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。搭建好的实验流程图如图1所示。具体操作如下:

①将74LS273芯片的0-7号引脚（数据端从低到高）及9号引脚（复位端）接到开关上，8号引脚接至单脉冲组件，左右两个74LS273芯片分别保存参与运算的数据A和B。接着把两个74LS273组件的11-14号引脚（数据的低四位）分别接到74LS181组件（左）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A的低四位，4－7号引脚为B的低四位。同样的，把两个74LS273组件的15－18号引脚（数据的高四位）分别接到74LS181组件（右）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A 的高四位，4－7号引脚为B的高四位。

②74LS181的8-12号引脚（S0-S3、M）接到开关上控制逻辑/算术运算。把低位的74LS181芯片（左）的13号引脚（CN端）由开关控制，高位的74LS181芯片（右）的13号引脚CN与低位的74LS181的15号进位输出相连。

③最后，把两个74LS181芯片的16-19号引脚顺序接到74LS245的0-7接口上。74LS245芯片的8、9号引脚接开关，11―18号输出引脚（低位到高位）接灯泡，作为运算器结果的显示。

初始化各芯片的控制信号, 数据开关置上相应的数据。

3.初始化各芯片的控制信号，数据开关置上相应的数据(A置为65H，B置为A7H)。结果如图2所示。

图2 实验连线图

4.点击“运行”按钮，分别点击左右两个单脉冲组件，把参与运算的数据B和A置入两个锁存器中。通过改变S3，S2，S1，S0，M，CN的组合来实现不同的功能，根据连接到245的灯泡显示情况，可以对输入数据和输出结果进行检验（因为当ALU的控制信号位1111时其将直接输出A，为1010时直接输出B）,74LS181的功能见表2-1， A和B分别表示参与运算的两个数，“+”表示逻辑或，“加”表示算术求和。

表2-1

5.通过前面的操作，我们将A置为65H，B置为A7H。然后改变运算器的控制电平S3，S2，S1，S0，M，CN的组合，观察运算器的输出，填入表2-2中，并和理论值进行比较，验证74LS181的功能。

表2-2

实验4 移位运算实验

一．实验目的

1.掌握移位寄存器的工作原理及其应用。

2.熟悉移位寄存器的逻辑功能及实现各种移位功能的方法。

二．实验设备

74LS194组件一片，单脉冲一个,开关若干，灯泡若干

三．实验原理

移位寄存器是一种由触发器连接组成的同步时序电路，每个触发器的输出连到下一级触发器的数据输入，所有触发器共用一个时钟脉冲源，在时钟脉冲的作用下，存储在移位寄存器中的二进制信息，逐位左移或右移。

移位寄存器原理框图如图4所示：

图4 移位寄存器原理框图

在上图中，每一个方框A、B、C、D代表一位寄存器。如果移位寄存器原状态为1000，A输入接地，每送一个CP时钟之后，数码“1”由A―D 的方向移动一位，若逐级移动，它就实现了寄存器的串行输入——串行输出的移位工作方式。

四．实验步骤及结果分析

1.选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

2.搭建实验流程：将已选择的组件进行连线,搭建好的实验流程图如图5所示。

图5 移位寄存器实验流程图

3. 验证74LS194双向移位寄存器的逻辑功能。

芯片引脚如下: 0－3号引脚是4个并行输入端A ～D ，4，5号是和右移输入端DSR 和左移输入端DSL ，6、7号引脚是S0、S1两个控制输入端，8号是复位端RD （低电平有效）为“异步清零”输入端，9、10号引脚分别是CP 时钟脉冲和电源信号，11－14号为QA ～QD 输出端，15号引脚是接地端。它能实现清零、存数、移位、保持等功能。

①清零：给RD 一个低电平，则清除原寄存器中的数码，实现QA 、QB 、QC 、QD 清零。结果如图4-1、4-2。

图4-1 当S1=S0=1，置入数据D 3D 2D 1D 0=0111 图4-2 RD=0，清除原寄存器中的数码

②存数：当S1=S0=1时，CP 上升沿到达时，触发器被置为

QAn+1=A,QBn+1=B,QCn+1=C,QDn+1=D,移位寄存器处于“数据并行输入”状态。结果如图4-3。