计算机组成原理实验报告(四个实验 图)

福建农林大学计算机与信息学院

计算机类

实验报告

课程名称：计算机组成原理

姓名：周孙彬

系：计算机

专业：计算机科学与技术

年级：2012级

学号：3126010050

指导教师：张旭玲

职称：讲师

2014年06 月22日

实验项目列表

序号实验项目名称成绩指导教师

1 算术逻辑运算单元实验张旭玲

2 存储器和总线实验张旭玲

3 微程序控制单元实验张旭玲

4 指令部件模块实验张旭玲

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系：计算机专业：计算机科学与技术年级： 2012级

姓名：周孙彬学号： 3126010050 实验课程：

实验室号：_______ 实验设备号：实验时间：

指导教师签字：成绩：

实验一算术逻辑运算单元实验

实验目的

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

实验要求

完成不带进位位算术、逻辑运算实验。按照实验步骤完成实验项目，了解算术逻辑运算单元的运行过程。

实验说明

1、ALU单元实验构成（如图2-1-1）

1、运算器由2片74LS181构成8位字长的ALU单元。

2、2片74LS374作为2个数据锁存器（DR1、DR2），8芯插座ALU-IN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。

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。

图2-1-1

图2-1-2

2、ALU单元的工作原理（如图2-1-2）

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

算术逻辑运算单元的核心是由2片74LS181组成，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；当ALU-O为高电平时，74LS244的输出为高阻。

实验步骤

1、不带进位位逻辑或运算实验

把ALU-IN（8芯的盒型插座）与CPT-B板上的二进制开关单元中J01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。

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接入二进制开关（请按下表接线）。

控制信号接入开关位号

D1CK PLS1 孔

D2CK PLS1 孔

EDR1 H8 孔

EDR2 H7 孔

ALU-O H6 孔

CN H5 孔

M H4 孔

S3 H3 孔

S2 H2 孔

S1 H1 孔

S0 H0 孔

按启停单元中的运行按钮，使实验平台处于运行状态。

二进制开关H16~H23作为数据输入，置33H（对应开关如下表）。

H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 数据总线值

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 8位数据

0 0 1 1 0 0 1 1 33H

置各控制信号如下：

H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H0 EDR1 EDR2 ALU-O CN M S3 S2 S1 S0

0 1 0 1 1 1 1 1 0

按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把33H打入DR1数据锁存器，通过逻辑笔或示波器来测量确定DR1寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR1中。

二进制开关H16~H23作为数据输入，置55H（对应开关如下表）。

H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 数据总线值

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 8位数据

0 1 0 1 0 1 0 1 55H

置各控制信号如下：

H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H0 EDR1 EDR2 ALU-O CN M S3 S2 S1 S0

1 0 0 1 1 1 1 1 0

按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D2CK上产生一个上升沿的脉冲，把55H 打入DR2数据锁存器。

经过74LS181的计算，把运算结果（F=A或B）输出到数据总线上，数据总线上的LED显示灯IDB0~IDB7应该显示为77H。

实验结果

2、不带进位位加法运算实验

二进制开关H16~H23作为数据输入，置33H（对应开关如下表）。

H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 数据总线值

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 8位数据

0 0 1 1 0 0 1 1 33H

置各控制信号如下：

H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H0 EDR1 EDR2 ALU-O CN M S3 S2 S1 S0

0 1 0 1 0 1 0 0 1

按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把33H打入DR1数据锁存器，通过逻辑笔或示波器来测量确定DR1寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR1中。

二进制开关H16~H23作为数据输入，置55H（对应开关如下表）。

H23 H22 H21 H20 H19 H18 H17 H16 数据总线值

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 8位数据

0 1 0 1 0 1 0 1 55H

置各控制信号如下：

H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1 H0 EDR1 EDR2 ALU-O CN M S3 S2 S1 S0

1 0 0 1 0 1 0 0 1

按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D2CK上产生一个上升沿，把55H打入

DR2数据锁存器。