1、實(shí)驗(yàn)一 算術(shù)邏輯運(yùn)算實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）了解運(yùn)算器的組成結(jié)構(gòu)。（2）掌握運(yùn)算器的工作原理。（3）學(xué)習(xí)運(yùn)算器的設(shè)計(jì)方法。（4）掌握簡(jiǎn)單運(yùn)算器的數(shù)據(jù)傳送通路。（5）驗(yàn)證運(yùn)算功能發(fā)生器74LS181的組合功能。二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：TDN-CM+或TDN-CM+教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)一套。三 實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)中所用的運(yùn)算器數(shù)據(jù)通路圖如圖2-6-1。圖中所示的是由兩片74LS181芯片以并/串形式構(gòu)成的8位字長(zhǎng)的運(yùn)算器。右方為低4位運(yùn)算器芯片，左方為高4位運(yùn)算器芯片。低位芯片的進(jìn)位輸出端Cn+4與高位芯片的進(jìn)位輸入端Cn相連，使低4位運(yùn)算產(chǎn)生的進(jìn)位送進(jìn)高4位運(yùn)算中。低位芯片的進(jìn)位輸入端Cn可與外來(lái)進(jìn)位相連，高位芯片的

2、進(jìn)位輸出引至外部。兩個(gè)芯片的控制端S0S3和M各自相連，其控制電平按表2.6-1。為進(jìn)行雙操作數(shù)運(yùn)算，運(yùn)算器的兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端分別由兩個(gè)數(shù)據(jù)暫存器DR1、DR2（用鎖存器74LS273實(shí)現(xiàn)）來(lái)鎖存數(shù)據(jù)。要將內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)鎖存到DR1或DR2中，則鎖存器74LS273的控制端LDDR1或LDDR2須為高電平。當(dāng)T4脈沖來(lái)到的時(shí)候，總線上的數(shù)據(jù)就被鎖存進(jìn)DR1或DR2中了。為控制運(yùn)算器向內(nèi)總線上輸出運(yùn)算結(jié)果，在其輸出連接了一個(gè)三態(tài)門(mén)（用74LS245實(shí)現(xiàn)）。若要將運(yùn)算結(jié)果輸出到總線上，則要將三態(tài)門(mén)74LS245的控制端ALU-B置低電平。否則輸出高阻態(tài)。 圖2.6-1 運(yùn)算器通路圖 數(shù)據(jù)輸入單元（實(shí)

3、驗(yàn)板上印有INPUT DEVICE）用以給出參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。其中，輸入開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)一個(gè)三態(tài)門(mén)（74LS245）和內(nèi)總線相連，該三態(tài)門(mén)的控制信號(hào)為SW-B，取低電平時(shí)，開(kāi)關(guān)上的數(shù)據(jù)則通過(guò)三態(tài)門(mén)而送入內(nèi)總線中。 總線數(shù)據(jù)顯示燈（在BUS UNIT單元中）已與內(nèi)總線相連，用來(lái)顯示內(nèi)總線上的數(shù)據(jù)?？刂菩盘?hào)中除T4為脈沖信號(hào)，其他均為電平信號(hào)。由于實(shí)驗(yàn)電路中的時(shí)序信號(hào)均已連至“W/R UNIT”單元中的相應(yīng)時(shí)序信號(hào)引出端，因此，需要將“W/R UNIT”單元中的T4接至“STATE UNIT”單元中的微動(dòng)開(kāi)關(guān)KK2的輸出端。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，按動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，即可獲得實(shí)驗(yàn)所需的單脈沖。S3、S2、S1、S0、Cn、

4、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B各電平控制信號(hào)則使用“SWITCH UNIT”單元中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)來(lái)模擬，其中Cn、ALU-B、SW-B為低電平有效，LDDR1、LDDR2為高電平有效。對(duì)于單總線數(shù)據(jù)通路，作實(shí)驗(yàn)時(shí)就要分時(shí)控制總線，即當(dāng)向DR1、DR2工作暫存器打入數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)開(kāi)關(guān)三態(tài)門(mén)打開(kāi)，這時(shí)應(yīng)保證運(yùn)算器輸出三態(tài)門(mén)關(guān)閉；同樣，當(dāng)運(yùn)算器輸出結(jié)果至總線時(shí)也應(yīng)保證數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(mén)是在關(guān)閉狀態(tài)。四 實(shí)驗(yàn)步驟：1、按圖2.6-2連接實(shí)驗(yàn)電路并檢查無(wú)誤。圖中將用戶(hù)需要連接的信號(hào)線用小圓圈標(biāo)明（其它實(shí)驗(yàn)相同，不再說(shuō)明）。2、開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。3、用輸入開(kāi)關(guān)向暫存器DR1置數(shù)。撥動(dòng)輸入開(kāi)關(guān)形成二

5、進(jìn)制數(shù)01100101（或其它數(shù)值）。（數(shù)據(jù)顯示燈亮為0，滅為1）。使SWITCH UNIT單元中的開(kāi)關(guān)SW-B=0（打開(kāi)數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(mén)）、ALU-B=1（關(guān)閉ALU輸出三態(tài)門(mén)）、LDDR1=1、LDDR2=0。按動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)KK2，則將二進(jìn)制數(shù)01100101置入DR1中。4、用輸入開(kāi)關(guān)向暫存器DR2置數(shù)。撥動(dòng)輸入開(kāi)關(guān)形成二進(jìn)制數(shù)10100111（或其它數(shù)值）。使SW-B=0、ALU-B=1保持不變，改變LDDR1、LDDR2，使LDDR1=0、LDDR2=1。按動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)KK2，則將二進(jìn)制數(shù)10100111置入DR2中。5、檢驗(yàn)DR1和DR2中存的數(shù)是否正確。關(guān)閉數(shù)據(jù)輸入三態(tài)門(mén)（SW-B=1

6、），打開(kāi)ALU輸出三態(tài)門(mén)（ALU-B=0），并使LDDR1=0、LDDR2=0，關(guān)閉寄存器。置S3、S2、S1、S0、M為11111，總線顯示燈則顯示DR1中的數(shù)。置S3、S2、S1、S0、M為10101，總線顯示燈則顯示DR2中的數(shù)。6、改變運(yùn)算器的功能設(shè)置，觀察運(yùn)算器的輸出。SW-B=1，ALU-B=0，保持不變。按表2-2置S3、S2、S1、S0、M、Cn的數(shù)值，并觀察總線顯示燈顯示的結(jié)果。例如：置S3、S2、S1、S0、M為100101，運(yùn)算器作加法運(yùn)算。 置S3、S2、S1、S0、M為011000，運(yùn)算器作減法運(yùn)算。7、驗(yàn)證74LS181的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能（采用正邏輯）在給定DR1=65、DR2=47的情況下，改變運(yùn)算器的功能設(shè)置，觀