实验指导书 - 计算机组成原理 - 图文(3)

1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

F=A?B F=A加B F=(A?B)加AB F=AB减1 F=A加A F=(A?B)加A F=(A?B)加A F=A减1 F=A加B加1 F=(A?B)加AB加1 F=AB F=A加A加1 F=(A?B)加A加1 F=(A?B)加A加1 F=A F=B F=AB F=1 F=A?B F=A?B F=A

注意：“+”为逻辑“或”运算； “加”和“减”为算术运算。

3 运算器数据通路

（1）总线传送原则

总线是计算机中传送信息的公共通路，也称BUS。如图1-7所示挂在总线上的有三态传输门、寄存器RA、RB、RC、IR等器件。当它们之间在进行传送时，必须要具有分时操作的可能性，即不允许在同一总线上同时有两个以上的器件向总线发送信息，这也是总线传送原则。为了实现图1-7所示总线传送的原则，采用三态门方式来隔离挂在总线上的器件。其中74LS244是专作挂总线的三态门器件之一，而74LS373锁存器亦带有三态传输门，可直接挂上总线。

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图1-7 ALU数据通路

（2）运算器实验电路图

如图（1-8）所示为运算器数据通路实验电路图（见下页）。 电路图中有三个寄存器RA（74LS273）、RB（74LS273）、RC（74LS373），一个三态传输门（74LS244）和二个ALU运算部件（74LS181），还有作为输入设备的开关组K1~K8。输出设备显示灯（发光二极管）L1~L18。

本实验核心集成芯片是函数功能发生器74LS181，为了进行8位数据运算，必须用两个74LS181（ALU1和ALU2）来进行实验。电路图中，直接将ALU1的Cn+4接到ALU2的Cn，也就是说在两个函数功能发生器之间采用串行进位方式。 在进行ALU数据通路实验中，要使ALU按要求进行算术/逻辑运算，就必须给它操作码和操作数。

操作码：由综合硬件公共箱上开关K11~K15提供，将74LS181引脚S3（3）；S2（4）；S1（5）；S0（6）；M（8）分别接入对应的开关，当给出不同的编码时ALU进行相应的算术/逻辑运算。

操作数：寄存器RA（74LS273）、寄存器RB（74LS273）分别用来存放两个参加运算的操作数。将寄存器RA（74LS273）引脚CLK（11）接入公共箱上单脉冲P1，当单脉冲P1由低向高跳变时，寄存器RA 接收总线（BUS）的数据。将寄存器RB（74LS273）引脚CLK（11）接入公共箱上单脉冲P2，当单脉冲P2由低向高跳变时，寄存器RB接收总线（BUS）的数据。

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输出结果寄存器：寄存器RC（74LS373）用于存放运算结果或中间结果。由于74LS181本身没有三态功能，其输出不能直接接到总线上 ，所以在其输出端与总线之间加一具有三态门功能的寄存器RC（74LS373），用作ALU与总线间的隔离器，当寄存器RC（74LS373）引脚OE（1）为低电平时运算结果送入总线（BUS），OE为高电平时ALU与总线间隔离。

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三态传输门：由于开关组本身没有三态功能，不能直接连接到总线上，所以74LS244就用作隔离器，控制开关组能否向总线发送信息。当74LS244的控制端为第1脚（1G）和第19脚（2G）为低电平时，开关数据向总线发送，为高时开关与总线间隔离。

五、实验内容

（1）按运算器实验电路图连线组装，并且检查排错。

（2）完成如下表所示的各种算术/逻辑运算功能，并记录运算结果。 各种算术/逻辑运算功能记录表：

运算操作 ADD SUB AND OR CPL INC A累加器 01011000 00101010 11011101 11000111 00001111 01101110 11011101 01010001 00000000 11110000 00000000 00000001 12

B累加器 10010111 01011010 01101011 00101110 11110000 10011110 00100010 10010001 结果

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