计算机组成原理实验报告 算术逻辑运算单元实验

西华大学数学与计算机学院实验报告

课程名称：计算机组成原理年级：2011级实验成绩：

指导教师：祝昌宇姓名：蒋俊

实验名称：算术逻辑运算单元实验学号：312011*********实验日期：2013-12-15

一、目的

1. 掌握简单运算器的数据传输方式

2. 掌握74LS181的功能和应用

二、实验原理

（1）ALU单元实验构成

1、结构试验箱上的算术逻辑运算单元上的运算器是由运算器由2片74LS181构成8字长的ALU 单元。

2、2片74LS373作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-OUT作为数据输入端，可通过短8芯扁平电缆，把数据输入端连接到数据总线上。

3、运算器的数据输出由一片74LS244（输出缓冲器）来控制，8芯插座ALU-OUT作为数据输出端，可通过短8芯扁平电缆把数据输出端连接到数据总线上。

（2）ALU单元的工作原理

数据输入锁存器DR1的EDR1为低电平，并且D1CK有上升沿时，把来自数据总线上的数据打入锁存器DR1。同样，使EDR2为低电平，并且D2CK有上升沿时，把来自数据总线上的数据打入锁存器DR2。

算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181构成，它可以进行2个8位二进制数的算术逻辑运算，74LS181的各种工作方式可通过设置其控制信号来实现（S0、S1、S2、S3、M、CN）。当实验者正确设置了74LS181的各个控制信号，74LS181会运算数据锁存器DR1、DR2内的数据。由于DR1、DR2已经把数据锁存，只要74LS181的控制信号不变，那么74LS181的输出数据也不会发生改变。

输出缓冲器采用74LS244，当控制信号ALU-O为低电平时，74LS244导通，把74LS181的运算结果输出到数据总线；ALU-O为高电平时，74LS244的输出为高阻。

图1 算术逻辑单元原理图三、使用环境

计算机组成原理实验箱

四、实验步骤

（一）．逻辑或运算实验

1．把ALU-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上的二进制开关单元中J1插座相连（对应二进制开关H16~H23）, 把ALU-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ2相连。

2．把D1CK和D2CK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、EDR2、ALU-O、S0、S1、S2、S3、CN、M

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5数据锁存器，通过逻辑笔来测量确定DR1寄存器（74LS373）的输出端，检验数据是否进入DR1中。

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7数据锁存器。

$ 经过74LS181的计算，把运算结果输出到数据总线上，数据总线上的LED显示灯IDB0~IDB7显示为77H。

（二）不带进位位加法运算实验

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2数据锁存器，通过逻辑笔来测量确定DR1寄存器（74LS373）的输出端，检验数据是否进入DR1中。

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4数据锁存器。

$ 经过74LS181的计算，把运算结果输出到数据总线上，数据总线上的LED显示灯IDB0~IDB7显示为88H。

（三）实验数据记录

验证74LS181的算术运算和逻辑运算，在保持DR1=65H、DR2=A7H时，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填入表1中，并和理论分析进行比较、验证。

五、总结

通过本次实验我掌握了算术逻辑运算器单元ALU（74LS181）的工作原理和简单运算器的数据传送通道，了解了由74LS181等组合逻辑电路的运算功能，能够按给定数据按实验要求完成实验指定的算术逻辑运算。自己能够更清楚了算术逻辑运算器的功能，同时更明白逻辑加与算术的区别，提高了动手能力。