运算器组成实验指导：双端口寄存器与74LS181运算逻辑

"该实验是关于计算机组成与嵌入式系统的本科课程实验，重点在于运算器的组成。实验目标包括理解双端口通用寄存器堆的读写操作，掌握简单运算器的数据路径，验证74LS181运算器的算术逻辑功能，并根据给定数据执行算术和逻辑运算。实验电路中，运算器数据通路图被详细描述，涉及到的主要组件包括双端口通用寄存器堆RF，操作数暂存器DR1和DR2，以及由74LS181构成的ALU。此外，实验设备包括TEC-5计算机组成实验系统、逻辑测试笔和双踪示波器等。" 在这个实验中，学生首先需要了解双端口通用寄存器堆RF，这是一个由ispLSI1016实现的设备，能当作四个8位通用寄存器使用。RF通过RS1、RS0、RD1、RD0和WR1、WR0控制信号来读写数据，LDRi信号则控制数据在T3时钟周期写入指定寄存器。数据输入通过实验板上的二进制数据开关SW7-SW0设置，然后进入RF。运算器的数据路径中，RF的A、B端口分别连接到操作数暂存器DR1和DR2，这两个暂存器由74LS273构成，用于暂时存储待处理的数据。ALU由两片74LS181组成，接收来自DR1和DR2的数据，其输出通过三态门连接到数据总线DBUS。 ALU的输出不仅可以显示在DBUS上的八个发光二极管上，还可以通过C指示灯显示进位标志状态。实验中的控制信号，如S3-S0、M、Cn#等，通常由拨动开关K0-K15模拟，而时序脉冲T1-T4则由实验台的时序电路提供。实验中采用单拍操作，通过设置DP和DB开关，每次按QD按钮产生一组时序脉冲。 在进行实验时，学生需要熟悉这些组件的工作原理，以及如何使用它们进行数据的读取、存储和运算。这不仅有助于理解运算器的基本工作流程，还能加深对计算机硬件基础的理解。通过实际操作，学生可以更好地掌握计算机组成原理，并为后续的嵌入式系统学习打下坚实的基础。