计算机系统基础实验(4)-运算器实验(2)

一、实验目的
1．熟悉运算器的数据传输通路
2．验证4位函数发生器74181的组合功能

二、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

三、实验内容
1．利用Logisim软件对运算器的数据传输通路进行模拟；
2．在EL-JY-II型实验仪上验证函数发生器74181的逻辑运算功能和算术运算功能。

四、实验步骤
1．运算器数据传输通路分析与模拟；
（1） 在Logisim中打开已经给出的电路文件lab1-step3.circ，该文件包括两个电路图，即ALU-16（图4-1）与lab1-3（图4-2）；
（2） 加载上述电路所需的Logisim电路器件库文件74x_library.circ；
（3） ALU-16是由4个74181级联而成的16位运算器，其电路如下：

（4） 学习Logisim中分割器（Splitter）、通道（Tunnel）组件、寄存器（Rigister）等组件，分析电路图lab1-3中运算器的数据通路；

分析：
在lab1-3中，C-G通过控制三态门实现置数操作，DATA_INPUT为16进制的输入，D_BUS上连接了一个16位运算器,ALU_MODE里面有S3–Cn,分别实现相应的操作，如Cn为进位操作。有一个CY元件作为来判断进位标志。数据通过D_BUS输出也是采用16进制的方法。

（5） 设计一个操作流程，要求通过该流程能够在电路图lab1-3上模拟两个16位数的算术或逻辑运算，并将运算结果显示在输出灯上。

运算说明	本次实验中ALU-G和C-G不能同时为0,否则造成总线冲突,故每次实验时应该时刻保持只有一路与总线相遇。
第1步	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=0:关闭ALU的三态门;再置C-G=1:打开数据输入电路的三态门;
第2步	输入”11”，置LDR1=1；置LDR2=0；使数据暂存于DR1
第3步	输入”11”，置LDR1=0；置LDR2=1；使数据暂存于DR2
第4步	置C-G=0，置ALU-G=1，置LDR1=0；置LDR2=0，置S3,S2,S1,S0都为0,置M=1得到F=/A=111111111111100
最终截图

2．74181功能验证
（1） 参考EL-JY-II型实验仪配套的实验指导（实验一），在EL-JY-II型实验仪上完成运算器实验的线路连接；
（2） 74181的功能表如下表4-1：

（3） 参考EL-JY-II型实验仪配套的实验指导（实验一），从74181功能表中选择部分功能进行测试，同时在表4-2记录测试数据与测试结果。
（4）

实验结果：

五、实验
心得

通过这次实验 一：让我对logism软件中子电路的使用有了初步的理解，并可以运用子电路解决一些较位复杂的问题，但是并没有熟练掌握其中的一些技巧。同时这个题目让我对运算器有了更深刻的理解，结合上课的所学知识，使我对溢出有了十分深刻的理解。二：题目让我对74181芯片有了更多的了解，对于其功能也不仅停留在纸面上了，通过实验动手操作，对其内部处理有了进一步了解，从而加强了对其功能的深刻理解。

标签：计算机系统,JY,16,74181,实验,ALU,运算器
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