計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告

計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告-1-計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告學(xué)院：計算機科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)：計算機科學(xué)與技術(shù)班級：計二班學(xué)號：0705010225姓名：李海波評分：2009年9月15日計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告-2-實驗一驗證74LS181運算和邏輯功能1．實驗?zāi)康模?）掌握算術(shù)邏輯單元（ALU）的工作原理；（2）熟悉簡單運算器的數(shù)據(jù)傳送通路；（3）畫出邏輯電路及布出美觀整齊的接線圖；（4）驗證4位運算功能發(fā)生器（74LS181）組合功能。2．實驗原理ALU能進行多種算術(shù)運算和邏輯運算。4位ALU—74LS181能進行16種算術(shù)運算和邏輯運算。功能如下：方式M=1算術(shù)運算M=0算術(shù)運算CN=1(無進位CN=0（有進位S3S2S1S0邏輯運算))0000011110000011001100101010101010F=/AF=AF=A加10F/(A+B)F=(/A)BF=0F=A+BF=A+/BF=(A+B)加1F=(A+/B)加100F=負1（補碼）F=00F=/(AB)F=/BF=A加A(/B)F=(A+B)加A/BF=A減B減1F=A(/B)減1F=A加ABF=A加A/B加10F=(A+B)加A/B加1F=A減B0F=A⊕B0F=A/BF=A(/B)1F=/A+BF=/(A⊕B)F=A加AB加1F=A加B加1F=(A+/B)加AB加11F=A加B1F=BF=(A+/B)加ABF=AB減110111111111001110101F=ABF=1F=ABF=A加AF=A加A加1F=(A+B)加A加1F=(A+/B)加A加1F=AF=A+/BF=A+BF=AF=(A+B)加AF=(A+/B)加AF=A減1表一(上表中的“/”表示求反)3．實驗內(nèi)容實驗電路圖如下:計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告-3-圖一4位ALU驗證電路示意圖在multisim工作連接好上圖，確定無誤后，測試下表的數(shù)據(jù)(紅色為所測數(shù)據(jù)的結(jié)果)算術(shù)運算（M=0）邏輯運算S3S2S1S0數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2（M=1）CN=1（無進位）CN=0(有進位)F=BHF=0H0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111AHAHAHAHFHFHFHFHFHFHFHFH5H5H5H5H5H5H5H5H1H1H1H1HFHFHFHFH5H5H5H5HF=AHF=FHF=AHF=FHF=DHF=DHF=DHF=EHF=EHF=EHF=EHF=EHF=BHF=BHF=4HF=4HF=5HF=0HF=5HF=0HF=EHF=EHF=EHF=EHF=FHF=FHF=FHF=FHF=FHF=FHF=5HF=5HF=BHF=0HF=EHF=EHF=EHF=EHF=FHF=FHF=FHF=FHF=BHF=BHF=5HF=5H計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告-4-實驗二運算器（2）1．實驗?zāi)康蘑攀炀氄莆账闶沁壿媶卧ˋLU）的應(yīng)用方法；數(shù)據(jù)傳送原理；整齊的接線圖；⑵進一步熟悉簡單運算器的⑶畫出邏輯電路圖及布出美觀的⑷熟練掌握有關(guān)數(shù)字元件的功能和使用方法；⑸熟練掌握子電路的創(chuàng)建及使用。2．實驗原理本實驗仿真單總線的運算器，電路圖如下。電路圖由上中下三方的8條線模擬8位數(shù)據(jù)總線；產(chǎn)生所需數(shù)據(jù)K8；74244層次三態(tài)門；兩塊74273層次塊（工作寄存器DR1和DR2）；兩塊74374通用寄存器GR1和GR2）運算器示意圖層次塊（圖二計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告-5-實驗原理圖如下：圖三單總線結(jié)構(gòu)的運算器示意圖通用AB寄存器ALU3.實驗內(nèi)容在Multisim畫出電路圖（見上圖二）并仿真，完成如下操作。（1）電路工作原理：K8產(chǎn)生所需數(shù)據(jù)，74244為三態(tài)門電路，對高電平高阻，低電平導(dǎo)通，將部件與總線連接和斷開。兩個74273層次塊作為工作寄存器，兩個74374層次塊作為通用寄存器。打開K8旁邊的三態(tài)門（X2），給寄存器一個脈沖，是K8輸出的信號存入通用寄存器和工作寄存器。然后關(guān)掉K8旁邊的三態(tài)門（X2），打開運算器的三態(tài)門（X7），調(diào)節(jié)S3~S0和M、Cin開始運算，使運算器的工作結(jié)果輸出顯示。（2）74244的在電路中的作用是將部件與總線連接和斷開，輸入信號G為運算器提供運算數(shù)據(jù)。74LS273N提供脈沖，計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告-6-上跳沿有效，將數(shù)據(jù)運輸?shù)竭\算器上，CLK是脈沖信號。74LS374N提供脈沖和寄存器置零，CLK是脈沖信號，上跳沿有效，OC是置零端。（3）打開X2，關(guān)閉X6，輸入一個信號，給G通用寄存器一個脈沖，將數(shù)據(jù)存入通用寄存器GR1里面,打開GR1的三態(tài)門，將數(shù)據(jù)存入工作寄存器。同理，在輸入一個數(shù)據(jù)到通用寄存器GR2和工作寄存器中。（4）在本次試驗中，我測試的是信號8和信號a,加法，將SSSS=1001,M=0,CN=1，會輸出B；3的運算：3210b,減法，將SSSS=0110,M=0,CN=0，會輸出5；3210c,與運算，將SSSS=1011,M=1，會輸出0；3210d,或運算，將SSSS=1110,M=1，會輸出B；3210e,異或，將SSSS=0110,M=1，會輸出B；3210f,非A，將SSSS=0000,M=1，會輸出7；3210g.非B，將SSSS=,0101,M=1，會輸出C。3210計算機組成原理課程設(shè)計實驗報告-7-總結(jié)及心得體會課程設(shè)計中使用的軟件Multisim是一個完整的設(shè)計工具系統(tǒng)，提供了一個非常大的元件數(shù)據(jù)庫，并提供了原理圖輸入接口、全部的數(shù)據(jù)spice仿真功能。最強大的是易上手。我只是在課前看了時候就基本上可以應(yīng)對自如了。也容易操作。它可以看做是實驗二的。只需要把軟件數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)做也只是用開關(guān)簡單的輸入數(shù)據(jù)，以及進位與邏輯運算的切換。試驗簡單容易完成。他功能強大，才操作卻很簡單，容下我們課程設(shè)計指導(dǎo)書中對軟件操作的基本操作的介紹，上機實際操作的實驗一簡單容易，容易完成基礎(chǔ)和課程設(shè)計剛剛開始的練習試驗好的，只需要把所有的元件拖出來連號線就好了。試驗實驗二涉及到了芯片的制作。首先我做好了各個芯片，這樣剩下的只是連線了，問題就變得簡單了很多。練好線了之后卻發(fā)現(xiàn)不能正常的運行。我詳細的檢查了所有的連線，發(fā)現(xiàn)沒有問題。所以我意識到是是事先做好的芯片的問題。這樣我慢慢檢查了每個芯片的連線，終于找到了問題。浪費了不少時間才完成了第二個試驗。《計算機組成原理》是非常重