1、計算機原理分解實驗分解實驗是為原理實驗中的整機實驗而進行的準備工作， 從邏輯功能上講每個實驗都可以是與整機實驗有關(guān)的一部分，各分解實驗都能構(gòu)成一個獨立的邏輯功能，每個實驗的邏輯規(guī)模都可以控制在實驗臺的限制之內(nèi)。學(xué)生通過這些分解實驗可以可以掌握計算機各個組成部分的工作原理，積累一些實驗經(jīng)驗和技巧，同時熟悉一些中、小規(guī)模器件的使用方法和性能，提高邏輯設(shè)計的能力。這樣在進行邏輯規(guī)模較大的整機實驗時，學(xué)生們就不會感到束手無策。TEC-5實驗箱 數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)實驗區(qū)簡介這部分為用戶提供了通用的數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)實驗平臺。它主要包括下列部分：實驗臺左半部的10個雙列直插插座，ISP1032在系統(tǒng)編程芯

2、片及下載插座，6個數(shù)碼管及其驅(qū)動電路，12個數(shù)據(jù)指示燈，小喇叭及其驅(qū)動電路，16個電平撥動開關(guān)，2個單脈沖按鈕。1 10個雙列直插插座這一部分在實驗臺的左上部，實驗時用于插中、小規(guī)模數(shù)字邏輯器件。注意：插座的電源和地都沒有連接。2 ispLSI1032 它位于實驗臺的左下部，用于設(shè)計并實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)字邏輯或數(shù)字系統(tǒng)電路。它有1個下載插座，下載時下載電纜的一端插在下載插座上，另一端插在PC機并行口上，下載電纜將PC機和ispLSI1032連在一起。在PC機上運行ispEXPERT工具軟件，輸入數(shù)字邏輯或數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方案，進行編譯、連接和適配，然后下載到ispLSI1032中去，就構(gòu)成了1個新的能

3、實現(xiàn)設(shè)計功能的器件。數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)中的綜合實驗，就是用ispLSI1032實現(xiàn)的。3 六個數(shù)碼管及其驅(qū)動電路為了能做較復(fù)雜的實驗，比如電子時鐘和數(shù)字頻率計等實驗，實驗臺上安裝了6個共陽極數(shù)碼管。六個數(shù)碼管位于實驗臺的上部中間。右邊5個數(shù)碼管各由一片BCD七段譯碼器/驅(qū)動器74LS47驅(qū)動。只需在各數(shù)碼管的4個輸入插孔（D為最高位，A為最低位）接入BCD碼，數(shù)碼管就顯示出相應(yīng)數(shù)字。當(dāng)測試端Test接低電平時，這5個數(shù)碼管都將顯示“8”，小數(shù)點也同時點亮。最左邊的一個數(shù)碼管由1片74LS240驅(qū)動，可按段進行控制。它的控制端為a、b、c、d、e、f、g、h。當(dāng)控制端接高電平時，則相應(yīng)的發(fā)光二極

4、管段點亮；當(dāng)控制端接低電平時，相應(yīng)的發(fā)光二極管熄滅。4 小喇叭及驅(qū)動電路這部分由可控振蕩電路，喇叭及其驅(qū)動電路組成。電路如圖1.4所示。圖1.4 小喇叭及驅(qū)動電路當(dāng)DZ1用短路片短路時，它是一個可控聲源，可做報警或者報時使用。如果“控制”插孔接高電平，則振蕩電路輸出頻率為2KHz左右的方波，驅(qū)動喇叭鳴叫。當(dāng)控制插孔接為低電平時，振蕩電路輸出低電平，喇叭不鳴叫。當(dāng)短路子DZ1開路時，可從“輸入”插孔向喇叭的驅(qū)動三極管基極送控制信號。直接控制喇叭按希望的頻率變化發(fā)聲，做音樂實驗用。5 單脈沖按鈕計算機組成原理實驗中使用的啟動按鈕QD和復(fù)位按鈕CLR#，在數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)實驗中作為單脈沖按鈕使用。

5、每個按鈕按下后都能輸出1個正脈沖和1個負脈沖。不過由于在計算機組成原理中，QD按鈕使用的是正脈沖，CLR#按鈕使用的是負脈沖，因此在數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)實驗中，最好使用QD按鈕產(chǎn)生的負脈沖和CLR#按鈕產(chǎn)生的正脈沖。6 電平開關(guān)K0-K15在計算機組成原理實驗中使用的模擬數(shù)據(jù)通路控制信號開關(guān)K15-K0在數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)實驗中作為普通的電平開關(guān)使用。7 12個發(fā)光二極管12個發(fā)光二極管位于TEC-5的下部中間位置，用于指示信號的高低電平，信號輸入孔L0L11接入高電平時，相應(yīng)的二極管點亮，信號輸入孔L0L11接入低電平時，相應(yīng)的二極管熄滅。實驗一 基本邏輯門邏輯實驗一、 實驗?zāi)康? 掌握TTL

6、常用邏輯門輸入與輸出之間的邏輯關(guān)系。2 熟悉TTL中、小規(guī)模集成電路的外型、管腳和使用方法。二、 實驗所用器件和儀表1. 二輸入四異或門 74LS86 1片2. 三態(tài)輸出四總線緩沖門74LS125 1片3. 四位二進制計數(shù)器 74LS161 1片4. 3-8譯碼器 74LS138 1片三、 實驗內(nèi)容測試74LS86、125、138、161集成電路模塊，分析其輸入和輸出之間的邏輯關(guān)系。四、 實驗提示1將被測器件插入實驗臺上相應(yīng)的插座中。2將器件的gnd（地）與實驗臺的“地（GND）”連接，將器件的vcc（高電平）與實驗臺的+5V連接。3用實驗臺的電平開關(guān)輸出作為被測器件的輸入。撥動開關(guān)，則改變器

7、件的輸入電平。4將被測器件的輸出引腳與實驗臺上的電平指示燈連接。指示燈亮表示輸出電平為1，指示燈滅表示輸出電平為0。五、 例子：實驗接線圖及實驗結(jié)果（真值表及語言描述）74LS86中包含4個異或門，下面各畫出測試第一個邏輯門邏輯關(guān)系的接線圖及測試結(jié)果。測試其他邏輯門時的接線圖與之類似。圖中的K1、K2是電平開關(guān)輸出，LED0是電平指示燈。測試74LS86邏輯關(guān)系接線圖及測試結(jié)果 輸 入 輸 出 引腳1 引腳2 引腳3 L L L L H H H L H H H L測試74LS86邏輯關(guān)系接線圖 74LS68真值表實驗二 時序系統(tǒng)一、實驗?zāi)康模赫莆沼嬎銠C實驗中時序系統(tǒng)的設(shè)計方法。設(shè)計一個基本時序

8、系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有4個節(jié)拍電平及四相工作脈沖，其時序關(guān)系參閱下圖中的M0M3，T0T3。時序圖二、實驗方案: 時序試驗結(jié)構(gòu)圖三、實驗要求： 開關(guān)數(shù)據(jù)為移位器預(yù)置0001。 選用適當(dāng)方案，設(shè)計出實驗線路圖。 設(shè)計試驗步驟。 利用指示燈觀察實驗現(xiàn)象，寫出實驗報告。四、參考器件：計數(shù)器可以采用74LS161；譯碼器采用74LS138；移位寄存器采用74LS194；反相器采用74LS04。實驗三 二進制補碼加法器一、實驗?zāi)康模?根據(jù)補碼加法器的模型，理解數(shù)據(jù)流及其時序關(guān)系。 掌握加法器實現(xiàn)補碼加、減運算的基本原理。二、實驗方案： 本實驗運算器模型，可分為數(shù)據(jù)運算以及符號位的產(chǎn)生兩部分。補碼加、減運算器結(jié)

9、構(gòu)圖三、實驗要求： 數(shù)據(jù)寬度為4位，設(shè)計出實驗線路圖。 設(shè)計試驗步驟。 使用開關(guān)進行數(shù)據(jù)加載，完成補碼加、減運算。 符號位運算采用雙符號位，累加器應(yīng)有清零控制。 通過指示燈觀察運算結(jié)果，記錄實驗現(xiàn)象，寫出實驗報告。四、參考器件：累加器選用一片74LS273。加法器用兩片74 LS283。原、反碼控制器用一片74LS86.溢出判斷用一片74LS86。實驗四 RAM實驗一、實驗?zāi)康模?了解半導(dǎo)體靜態(tài)隨機讀寫存儲器RAM的工作原理及其使用方法。 掌握半導(dǎo)體存儲器的字、位擴展技術(shù)。二、實驗方案：RAM實驗結(jié)構(gòu)圖三、實驗要求： 采用1K x 4 的芯片，構(gòu)成1K x 8的存儲器。 選擇五個不連續(xù)的存貯單

10、元地址，分別存入不同內(nèi)容，作單個存貯器單元的 讀/寫操作實驗。 采用1K x 4 的芯片，構(gòu)成2K x 8的存儲器。 必須使用譯碼器進行擴展（三輸入都用，接開關(guān)）。 選擇五個不連續(xù)的存貯單元地址，分別存入不同內(nèi)容，作單個存貯器單元的 讀/寫操作實驗。 選用適當(dāng)芯片，根據(jù)各種控制信號的極性和時序要求，設(shè)計出實驗線路圖。 分別設(shè)計試驗步驟。 使用開關(guān)進行數(shù)據(jù)加載，通過指示燈顯示實驗結(jié)果，記錄試驗現(xiàn)象，寫出實驗報告。給出字擴展試驗中每片RAM芯片的地址范圍。四、參考器件： RAM采用兩片MM2114 隔離部件采用74LS125 譯碼器采用74LS138 備注：為簡化試驗，地址可只用低4位（其余地址可

11、接地）。附錄：常用實驗器件引腳圖1、六反相器74LS042、四2輸入異或門74LS863、三態(tài)輸出的四總線緩沖門74LS1254、3-8譯碼器 74LS1385、8D觸發(fā)器74LS2736、74LS194（雙向移位寄存器）功能表：a、b、c、d=分別為A、B、C 或D 輸入端上穩(wěn)定狀態(tài)輸入的電平。QAO、QBO、QCO、QDO=在已建立穩(wěn)定狀態(tài)輸入條件之前QA、QB、QC、QD 相應(yīng)的電平。QAn、QBn、QCn、QDn=在時鐘最新躍變之前的QA、QB、QC、QD 的電平。H=高電平 L=低電平 =不定 =從低電平轉(zhuǎn)換到高電平7、74LS161（四位同步二進制加法計數(shù)器）CO為進位輸出端。功能表8、74LS 283（快速進位四位二進制全加器）功能表9、INTEL2114靜態(tài)存儲器Intel2114RAM 存儲器芯片為雙列直插式集成電路芯片，共有 18 個引腳，引腳圖如圖