计算机组成实验——验证74LS181运算和逻辑功能

2022-04-08 07:50:15 文档大全网 [ 字体：小中大 ] [ 阅读： ]

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计算机组成原理实验报告

实验（验证74LS181运算和逻辑功能）

一、实验目的：

（1）掌握算数逻辑单元的工作原理；（2）熟悉简单运算器的数据传送通路；

（3）画出逻辑电路图及布出美观整齐的接线图；（4）验证4位运算功能发生器组合功能。

二、实验仪器：

NI_Circuit_Design_Suite_14_0_1_Education软件。

三、简要原理：

ALU能进行多种算术运算和逻辑运算。4位ALU_74LS181能进行16种算术运算和逻辑运算。功能表如下：方式 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 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

M=1 逻辑运算 F=/A F=/(A+B) F=(/A)B F=0 F=/(AB) F=/B F=A⊕B F=A/B F=/A+B F=/(A⊕B) F=B F=AB F=1 F=A+/B F=A+B F=A

M=0 算术运算 CN=1(无进位) F=A F=A+B F=A+/B

F=负1（补码形式） F=A加A(/B) F=(A+B)加A/B F=A减B减1 F=A(/B)减1 F=A加AB 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

CN=0(有进位) F=A加1 F=(A+B)加1 F=(A+/B)加1 F=0

F=A加A/B加1 F=(A+B)加A/B加1 F=A减B F=A(/B） F=A加AB加1 F=A加A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

S3 S2 S1 S0 逻辑运算

（上表中的“/”表示求反）

ALU-74LS181引脚说明：M=1 逻辑运算，M=0 算术运算

引脚

说明

M状态控制

S3 S2 S1 S0运算选择控制 A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0 Cn 最低位进位输入 Cn+4本片产生的进位信号 F3 F2 F1 F0

M=1 逻辑运算，M=0算术运算 S3 S2 S1 S0决定电路执行哪一运算运算数1,引脚3为最高位运算数2，引脚3为最高位 Cn=0有进位；Cn=1 无进位 Cn+4=0有进位；Cn+4=1无进位 F3 F2 F1 F0运算结果，F3为最高位

四、实验数据及计量结果

综上验证74LS181型4位ALU的逻辑算术功能，列出结果如下表： S3 S2 S1 S0 数据1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0

AH AH AH AH FH FH FH FH FH

数据2 5H 5H 5H 5H 1H 1H 1H 1H FH

算术运算（M=0）

Cn=1(无进位) Cn=0(有进位) A F A F D D D D E

B 0 B 0 E E E E F

逻辑运算（M=1） 5 0 5 0 E E E E F

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

FH FH FH 5H 5H 5H 5H

FH FH FH 5H 5H 5H 5H

E E E A A 4 4

F F F B B 5 5

F F F F F 5 5