运算器实验：探索74LS181在计算机组成原理中的应用

“计算机组成原理.docx是呼伦贝尔学院计算机科学与技术学院2010年11月的一份实验报告，主要涉及计算机组成原理中的运算器实验，旨在让学生掌握运算器的组成和工作原理，了解74LS181芯片的组合功能，并通过实际操作验证带进位控制的74LS181的功能。” 本文主要围绕计算机组成原理中的运算器实验展开，实验主要分为以下几个部分： 1. **实验目的**： - 掌握运算器的组成结构和其工作原理。 - 了解4位函数发生器74LS181的组合功能，学习如何进行算术和逻辑操作的实现。 - 验证74LS181芯片在进位控制下的功能表现。 2. **实验设备**： - 使用了EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套，以及一些必要的排线。 3. **电路组成**： - 实验模块包含了算术逻辑单元ALU，由两片74LS181芯片构建，它们的功能受控于S3、S2、S1、S0、M和Cn信号。 - 暂存器由两片74LS273芯片组成，用于暂时存储数据。 - 运算器的输出则通过三态门74LS244进行控制。 - 进位控制电路由GAL芯片（U32）实现。 4. **74LS181芯片**： - 74LS181是一个4位可编程的逻辑阵列，能够执行多种算术和逻辑操作，其功能由6个输入控制信号决定。 - 功能控制条件包括S3、S2、S1、S0、M和Cn，不同的信号组合可以实现不同的运算。 - 图1-2展示了74LS181的管脚分配，表1-1和表1-2提供了该芯片的输出功能符号和功能表。 5. **74LS273芯片**： - 74LS273是8位透明锁存器，用作数据暂存器，图1-3和图1-4给出了其管脚分配和功能。 6. **运算操作**： - 实验中通过74LS181执行加法、减法、逻辑与、逻辑或、逻辑非等操作。 - “+”表示逻辑或，“*”表示逻辑与，“/”表示逻辑非，“加”和“减”则表示算术加法和减法。 - 表1-2列出了74LS181的所有可能功能组合及其对应的运算结果。 通过这个实验，学生不仅能深入了解计算机运算器的工作机制，还能实际操作硬件，体验数字逻辑在计算过程中的作用。这种实践经验对于理解和掌握计算机硬件基础至关重要，同时也为后续学习计算机体系结构、微处理器和其他相关课程奠定了坚实的基础。