TDN-CM计算机组成原理实验：运算器与74LS181功能验证

本实验指导书是关于计算机组成原理的教学实践，主要针对TDN-CM计算机组成原理教学实验系统。实验一着重于运算器的组成与操作，目标在于帮助学生理解和掌握简单运算器的数据传送通路以及运算功能发生器（74LS181）的组合逻辑。 实验设备主要包括一台TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统和若干排线，用于搭建实验电路。实验电路设计中，8位字长的ALU（算术逻辑单元）由两片74LS181芯片并行和串联结构构成，数据通过三态门（74LS245）连接到数据总线上，同时使用锁存器（74LS373）确保数据稳定输入。 实验内容分为两个部分： 1. **实验原理**： - 数据通路设计如图1-1所示，通过微动开关和数据开关（INPUT DEVICE）输入数据，数据总线上的内容通过数据显示灯（BUSUNIT）呈现。 - 控制信号包括单脉冲（T4）、电平信号（S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B），其中Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。这些信号通过"SWITCH UNIT"进行模拟。 2. **实验步骤**： - 连接实验线路，确认无误后上电。 - 使用二进制数码开关设置DR1和DR2寄存器，如ALU-B=1, LDDR1=1, LDDR2=0等，然后验证存储数的正确性。 - 验证74LS181的运算功能，例如进行算术运算和逻辑运算。以DR1=65, DR2=A7为例，通过改变M位和其他控制信号，观察运算结果并填写表格，对比理论预期以进行验证。 实验的核心目标是让学生通过实际操作，加深对运算器内部结构、数据处理流程及逻辑运算的理解，同时培养他们的问题解决能力和实验技能。通过这个过程，学生能够实际体验计算机硬件的工作原理，为后续学习和专业发展打下坚实基础。