运算器实验

运算器实验

一、实验目的
掌握八位运算器的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。
二、实验要求
完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。
三、实验原理
实验中所用的运算器数据通路如图1所示。ALU运算器由CPLD描述。运算器的输出FUN经过74LS245三态门与数据总线相连，运算源寄存器A和暂存器B的数据输入端分别由2个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。

图1　运算器数据通路
图中AWR、BWR在“搭接态”由实验连接对应的二进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产生的脉冲把总线上的数据打入，实现运算源寄存器A、暂存器B的写入操作。

四、实验内容
K23_{K0置“1”，灭M23}M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接”部件控制电路。

表2 运算实验电路搭接表
连线 信号孔 接入孔 作用 有效电平
1 DRCK CLOCK 单元手动实验状态的时钟源 上升沿打入
2 X2 K10(M10) 源部件译码输入端X2 三八译码
八中选一
低电平有效
3 X1 K9(M9) 源部件译码输入端X1
4 X0 K8(M8) 源部件译码输入端X0
5 XP K7(M7) 源部件奇偶标志：0=偶寻址，1=奇寻址
6 M K15(M15) 运算控制位：0=算术运算，1=逻辑运算
7 S2 K13(M13) 运算状态位S2
8 S1 K12(M12) 运算状态位S1
9 S0 K11(M11) 运算状态位S0
10 AWR K17(M17) A运算源寄存器写使能 低电平有效
11 BWR K18(M18) B运算源暂存器写使能 低电平有效

实验数据
计科211 计科212
A 学号后两位 学号后两位+10
B 99H 88H
算术运算
1.运算源寄存器写流程
通过I/O单元“S7~S0”开关向累加器A和暂存器B置数，具体操作步骤如下：

第一步：K10-K7置“1000”，然后K18和K17置“10”，累加器中写入A=14，按单拍按钮，然后K18和K17置“01”，暂存器中写入B=99，然后按单拍按钮。
2.运算源寄存器读流程
关闭A、B写使能，令K18=K17=“1”，按下流程分别读A、B。

第二步：K10-K7置“1100”，然后K13-K11置“111”，K15=1，读入A=14，K13-K11置“000”，K15=1，读入B=99.

逻辑运算
1.运算源寄存器写流程
通过“I/O输入输出单元”开关向寄存器A和B置数，具体操作步骤如下：

第一步：K10-K7置“1000”，然后K18和K17置“10”，累加器中写入A=14，按单拍按钮，然后K18和K17置“01”，暂存器中写入B=99，然后按单拍按钮。
2.运算源寄存器读流程
关闭A、B写使能，令K17= K18=1，按下流程分别读A、B。

第二步：K10-K7置“1100”，然后K13-K11置“111”，K15=1，读入A=14，K13-K11置“000”，K15=1，读入B=99.
实验结果如图所示：

图1

图2

图3

图4
五、问题及解决方法
刚开始做这个实验时，我并不理解逻辑运算与算术元算的区别，也不知道如何计算，置数时总是置错，但经过向老师的请教以及同学的帮助，我顺利的完成了实验。
六、实验小结
通过本次实验我掌握了八位运算器的数据传输格式，验证了运算功能发生器及进位控制的组合功能。完成了算术、逻辑运算实验，在本次实验做的是运算器实验，主要完成逻辑运算和算术运算。刚开始时，我对实验中操作的结果不是很理解，后来通过老师对我的解惑和同学的帮助以及在实验操作过程中数据相应的变化，我逐渐明白了每步操作的目的。在实验中S7-S0为控制信号，通过他们完成相应运算。所以呢，对我来说这次的实验相比上一次还是有一点难度的。当然，在上课前预习很重要，要明白每个部件的含义及作用，这样在实验过程中条理会清晰些。