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计算机组成原理-进位移位控制实验

淮海工学院计算机工程学院实验报告书

课程名：《计算机组成原理》

题目：进位、移位控制实验

班级：软件081班

学号： 110831116

姓名：陈点点

评语：

成绩：指导教师：

批阅时间：年月日

一、实验内容

1. 验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能。

2. 按给定的数据完成几种指定的算术运算。

3. 验证移位控制的功能。

二、实验设备

ZYE1601B计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。

三、实验原理

图l-3 进位控制实验原理图

进位控制运算器的实验原理如图1-3所示，在实验1.1的基础上增加进位控制部分，其中181的进位进入一个74LS74锁存器，其写入是由T4和AR信号控制，T4是脉冲信号，实验时将T4连至“STA TE UNIT”的微动开关+PS上。AR是电平控制信号（低电平有效），可用于实现带进位控制实验，而T4脉冲是将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中。

移位运算实验中使用了一片74LS299作为移位发生器，其八位输入/输出端以排针方式和总线单元连接。299_G信号控制其使能端，T4时序为其时钟脉冲，由S1 S0 M控制信号控制其功能状态，列表如下：

299_G S1 S0 M 功能

0 0 0 任意保持

0 1 0 0 循环右移

0 1 0 1 带进位循环右移

0 0 1 0 循环左移

0 0 1 1 带进位循环左移

任意

装数

四、实验步骤

1. 按图1-4连接实验线路，仔细查检查无误后，接通电源。

图1-4 进位控制实验接线图

ALU_G ☉

S3 ☉

· · CN ☉

LDDR1 ☉

LDDR2 ☉

AR ☉

JD1 D0·

··D7 ALU

SW_G ☉

INPUT

☉ ALU_G ☉ S3 · · ·

☉ CN ☉ LDDR1 ☉ LDDR2 ☉ AR

☉ SW_G

T4 ☉ ☉ +PS

SIGNAL DB

SWITCH

2. 用二进制数码开关向DR1存入11000001，向DR2存入01000011。具体操作步骤如下：

3.进位标志清零。具体操作方法如下：

实验板中“SWITCH ”单元中的CLR 开关为标志位CY 、ZI 的清零开关，它为0时（开关向上为1，向下为0）是清零状态，所以将此开关做l →0→1操作，即可使标志位清零（清零后CY 、ZI 指示灯亮）。

4.验证带进位运算及进位锁存功能。

使Cn=1，Ar=0来进行带进位算术运算：首先向DR1、DR2置数，然后使ALU_G=0，当S3、S2、S1、S0、M 的状态为100101时，数据总线上显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志得到的结果。这个结果是否产生进位，则要按动微动开关PULSE ，若进位标志灯CY 亮，表示无进位；若进位标志灯CY 灭，表示无进位。

1. 按图1-5连接实验线路，仔细检查无误后接通电源。

图1-5 移位运算实验接线图

LDDR1=0LDDR2=1T4=

数据开关

（11000001）

寄存器DR1（11000001）数据开关（01000011）

三态门

寄存器DR2（01000011）ALU_G=1SW_G=0

LDDR1=1LDDR2=0T4=

299_G ☉

S3 ☉

· · · CN ☉

JD2

D0·

··D7 ALU

SW_G ☉

INPUT

☉ 299_G ☉ S3

· · ·

☉ CN

☉ SW_G

T4 ☉ ☉ +PS

SIGNAL SWITCH

2. 按照如下步骤首先把数置到74LS299：

SW_G=1

三态门

置数

（10101010

）

三态门

数据开关（10101010）

SW_G=0S0=1S1=1T4=

3. 然后参照前面的表格改变S0 S1 M 299_G 的状态，按动微动开关PULSE ，观察移位结果。

五、结果分析与实验体会

通过本次实验，我们验证了带进位控制的算术运算功能发生器的功能，并按给定的数据完成几

种指定的算术运算。在验证11000001和01000011两数进行运算时发现有进位，而01000001和01000011则没有。

改变S0 S1 M 299_G 的状态，按动触动开关PULSE ，结果如下：

299_G S1 S0 M 功能原数据 PULSE 后 0 0 0 任意保持 10101010 10101010 0 1 0 0 循环右移 10101010 01010101 0 1 0 1 带进位循环右移

01010101 00101011（有进位） 0

循环左移

00101011

10110010

0 0 1 1 带进位循环左移10110010 11011111

（有进位）任意 1 1 任意装数11111111 11111111 通过本次实验，我们验证了移位控制的功能，实验要求基本完成。

寄存器实验报告

一、实验目的 1. 了解寄存器的分类方法，掌握各种寄存器的工作原理； 2. 学习使用V erilog HDL 语言设计两种类型的寄存器。二、实验设备 PC 微机一台，TD-EDA 实验箱一台，SOPC 开发板一块。三、实验内容寄存器中二进制数的位可以用两种方式移入或移出寄存器。第一种方法是以串行的方式将数据每次移动一位，这种方法称之为串行移位(Serial Shifting)，线路较少，但耗费时间较多。第二种方法是以并行的方式将数据同时移动，这种方法称之为并行移位(Parallel Shifting)，线路较为复杂，但是数据传送的速度较快。因此，按照数据进出移位寄存器的方式，可以将移位寄存器分为四种类型：串行输入串行输出移位寄存器(Serial In- Serial Out)、串行输入并行输出移位寄存器(Serial In- Parallel Out)、并行输入串行输出移位寄存器(Parallel In- Serial Out)、并行输入并行输出移位寄存器(Parallel In-Parallel Out)。本实验使用V erilog HDL 语言设计一个八位并行输入串行输出右移移位寄存器(Parallel In- Serial Out)和一个八位串行输入并行输出寄存器(Serial In- Parallel Out)，分别进行仿真、引脚分配并下载到电路板进行功能验证。四、实验步骤 1．并行输入串行输出移位寄存器实验步骤 1）. 运行Quartus II 软件，选择File New Project Wizard 菜单，工程名称及顶层文件名称为SHIFT8R，器件设置对话框中选择Cyclone 系列EP1C6Q240C8 芯片，建立新工程。 2.) 选择File New 菜单，创建V erilog HDL 描述语言设计文件，打开文本编辑器界面。 3.) 在文本编辑器界面中编写V erilog HDL 程序，源程序如下： module SHFIT8R(din,r_st,clk,load,dout); input [7:0]din; input clk,r_st,load; output dout; reg dout; reg [7:0]tmp; always @(posedge clk) if(!r_st) begin dout<=0; end else begin if(load) begin tmp=din; end else

计算机组成原理《进位控制实验》

进位控制实验一、实验目的验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能二、实验原理

进位控制运算器的实验原理如图1-3所示，在实验1、1的基础上增加进位控制部分，其中181的进位进入了一个锁存器，其写入是由T4和AR信号控制，T4是脉冲信号，实验时将T4连至信号单元的TS4上。AR是电平控制信号（低电平有效），可用于实现带进位控制实验，而T4脉冲是将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中。三、实验步骤及注意事项 1、按图1-4连接实验线路，仔细检查无误后，接通电源。（图中箭头表示需要接线的地方，接线总线和控制信号时哟啊注意高低位一一对应，可用彩排线的颜色来区别）

2、进位标志清零。具体步骤如下：实验板中开关单元中的CLR 开关为标志位CY 、ZI 的清零开关，他为0时（开关向上为1，向下为0）是清零状态，所以将此开关做1→0→1操作，即可使标志位CY 、ZI 清零（清零后CY 、ZI 指示灯亮）。 3、用输入单元的二进制数据开关向DR1存入11000001，向DR2存入01000011。具体步骤如下：首先使各个控制电平的初始状态为：CLR=1,LDDR1=0,LDDR2=0, CLU_G=1,AR=1,SW_G=1,S3 S2 S1 S0 M CN=111111,并将控制台单元的开关SP05打在“NORM ”状态，SP06打在“RUN ”状态，SP03打在“STEP ”状态，SP04打在“RUN ”状态。然后按下图所示步骤进行。上面方括号中的控制电平变化按照从上到下的顺序来进行，其中T4的正脉冲是通过按动一次控制台单元的触动开关START 来产生的。 4、验证带进位运算及进位锁存功能进行带进位算术运算：前面的操作已经向DR1、DR2置数，然后关闭数据输入三态门（SW_G=1）并使LDDR2=0，打开ALU 输出三态门(ALU_G=0)，使ALU 单元的输出结果进入总线，当S3 S2 S1 S0 M CN 的状态为100101时，数据总线指示灯显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志的到的结果。这个结果是否产生进位，则要使AR=0，然后按动触动开关START ，若进位标

实验二算术逻辑运算及移位操作

实验二算术逻辑运算及移位操作一、实验目的 1．熟悉算术逻辑运算指令和移位指令的功能。 2．了解标志寄存器各标志位的意义和指令执行对它的影响。二、实验预习要求 1．复习8086指令系统中的算术逻辑类指令和移位指令。2．按照题目要求在实验前编写好实验中的程序段。三、实验任务 1．实验程序段及结果表格如表：表

2．用BX 寄存器作为地址指针，从BX 所指的内存单元(0010H)开始连续存入(10H 、04H 、30H)，接着计算内存单元中的这三个数之和，和放在单元中，再求出这三个数之积，积放0014单元中。写出完成此功能的程

3 后结果(AX)＝ (1) 传送15H 到AL 寄存器； (2) 再将AL 的内容乘以2 ； (3) 接着传送15H 到BL 寄存器； (4) 最后把AL 的内容乘以BL 的内容。 4商＝ (1) 传送数据2058H 到DS:1000H 单元中，数据12H 到DS:1002H 单元中； (2) 把 DS:1000H 单元中的数据传送到AX 寄存器； (3) 把AX 寄存器的内容算术右移二位； (4) 再把AX 寄存器的内容除以DS:1002H 字节单元中的数； (5) 最后把商存入字节单元DS:1003H 中。 5．下面的程序段用来清除数据段中从偏移地址0010H 开始的12元的内容（即将零送到这些存储单元中去）。 (1) 将第4条比较指令语句填写完整（划线处）。 MOV SI ，0010H NEXT: MOV WORD PTR[SI]，0 ADD SI ，2 CMP SI ，答案 22H （或者20H ） JNE NEXT HLT (2) 假定要按高地址到低地址的顺序进行清除操作（高地址从0020H 开始），则上述程序段应如何修改上机验证以上两个程序段并检查存储单元的内容是否按要求进行了改变。 6．输入并运行表中的程序段，把结果填入表右边的空格中，并分析结果，说明本程序段的功能是什么。

运算器实验

计算机科学与技术系实验报告专业名称计算机科学与技术课程名称计算机组成原理项目名称运算器实验班级 15 学号姓名 L 同组人员无实验日期 2015/10/29

一、实验目的与要求目的：①了解运算器的组成结构。 ②掌握运算器的工作原理。要求：①实验之前，应认真准备，写出实验步骤和具体设计内容。 ②应在实验前掌握所有控制信号的作用。 ③实验过程中，应认真进行实验操作。 ④实验之后，应认真思考总结，写出实验报告，包括实验步骤二、实验逻辑原理图与分析 2.1 画实验逻辑原理图图3-1 运算器原理图

2.2 逻辑原理图分析如上图3-1，运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A和暂存器B，三个部件同时接受来自A和B的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM），各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3……S0和CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。如果是影响进位的运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。ALU中所有模块集成在一片CPLD中。逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不再赘述。移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩阵来实现，交叉开关的原理如图3-2所示。图中显示的是一个4*4的矩阵（系统中是一个8*8的矩阵）。每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可实现移位功能，即： ⑴对于逻辑左移或逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连，而没有同任何输入相连的则输出连接0。 ⑵对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。列如，在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。 ⑶对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或是0填充，具体由相应的指令控制。使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。

计数器和移位寄存器设计仿真实验报告.

实验四典型时序电路的功能测试与综合仿真报告 15291204张智博一．74LS290构成的24位计数器方法：第一片74290的Q3与第二片的INB相连，R01，R02相连，INA，R91,R92悬空构成24位计数器。50Hz，5v方波电压源提供时钟信号，用白炽灯显示输出信号。实验电路：实验现象：

输出由000000变为000001，000010，000011，000100，001000，001001，001010，001011，001100，010001，010000，010010，010011，010100，011000，011001，011010，011011，011100，100000，100001，100010，100011，100100，最终又回到000000，实现一次进位。二．74LS161构成的24位计数器方法：运用多次置零法用两片74LS161构成了24位计数器，两片计数器的时钟信号都由方波电压源提供，第一片芯片的Q3和第二片芯片的Q0通过与非门，构成两个74LS161的LOAD信号，第一片的CO接第二片的ENT，其他ENT和ENP接Vcc（5v）。输出接白炽灯。电路图：实验现象：以下为1—24的计数过程

三．74LS194构成的8位双向移位寄存器方法：通过两片194级联，控制MA,MB的值，来控制左右移动实验电路由两片74LS194芯片构成。两个Ma接在一起，两个Mb接在一起，第一片的Dr，第二片的Dl，分别通过开关接到Vcc（5v）上。第一片的Q3接到第二片的Dr，第二片的Q0接到第一片的Dl。8个输出端分别接白炽灯。实验电路：

微机实验报告(1)

《微机实验》报告实验名称 KeilC的使用与汇编语言上机操作指导教师刘小英专业班级中法1201 姓名肖洋学号 U3 联系电话一、任务要求 1.掌握KeilC环境的使用 1）字节拆分、合并：调试程序，观察相关寄存器和单元的内容。 2）数据块填充：调试程序，观察相关寄存器和单元的内容。 2. 编写两个十六位数的加法程序。有两个十六位无符号数，分别存放在从20H和30H开始的数据区中，低八位先存，高八位在后，和存于R3（高八位）和R4（低八位），进位位存于R2。二、设计思路 1.字节拆分、合并程序：利用汇编语言中的 XCHD 和 SWAP 两个语句来实现将八位二进制数拆分为两个四位二进制数并分别存储于不同的存储空间的功能，BCD 码与 30H 相或（加上 30H）得到 ASCII 码。将两个 ASCII 码和 0FH 相与（高四位清零）得到 BCD 码，利用 SWAP 语句将高位数放至高四位，将高位数和低位数相或可实现字节的合并。 2.数据块填充程序：将 R0 用作计数器，DPTR 用作片外数据指针，A 作为原始数据来源，依顺序在片外的存储单元内容填充数据。利用循环语句来减少程序长度，并控制填充单元个数为片外 100H 个。（通过 R0 的进位控制） 3.两个十六位数加法程序：把第一个十六位无符号数的地八位和高八位分别存于 20H 和 21H 中，把第二个十六位无符号数的地八位和高八位分别存于 30H 和 31H 中，对 20H 和 30H 中的两个低八位进行 ADD 加法操作，结果存于 R4 中；然后对 21H 和 31H 中的两个高八位进行 ADDC 带进位的加法操作，结果存于 R3 中.然后将累加器 A 清零，并和#00H

实验四移位运算器实验

实验四移位运算器实验一、实验目的验证移位控制器的组合功能二、实验内容 1、实验原理移位运算实验原理如图3－4所示，使用了一片74L S299（U34）作为移位发生器，其八位输入/输出端通过74L S245引到总线，总线控制方式见图1—6，J A4接通时输出到总线。299B`信号由开关299B提供，控制其使能端，T4为其时钟脉冲，手动方式实验时将T4与手动脉发生器输出端S D相连，即J23跳线器上T4连S D。由信号S0、S1、M控制其功能状态，详细见下表3—3。 2、实验接线 1、J20,J21,J22,接上短路片， 2、J24，J25，J26接左边； 3、J27,J28 右边； 4、J23 置右边T4选“SD” 5、JA5 置“接通”； 6、JA6 置“手动”； 7、JA3，JA4 置“接通”； 8、JA1,JA2,置“高阻”； 9、JA8 置上面“微地址” 10、EXJ1接BUS3 11、CE、ALU_B 置“1”， 12、299B 置“0”

3、实验步骤 ⑴ 连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。 ⑵ 置数，具体步骤如下： ⑶ 移位，参照上表改变S 0、 S 1、 M 、 299B 的状态，按动手动脉冲开关以产生时钟脉冲T 4，观察移位结果。四、实验数据 Q08I/O07I/O113I/O26I/O314I/O45I/O515I/O64I/O716Q7 17 OE12OE13S01S119CLK 12CLR 9DS011DS7 18 U34 74LS299 299B`S0S1VCC GND AQ0 AQ7T4 UN1A 74LS08 UN1B 74LS08 UN2A 74LS32 UN2B 74LS32UN2C 74LS32 UN3A 74LS04 M QCY 3 2 1 654 3 2 1 218109 6 54 R4910K VCC CLK 11 D 12S D 10 C D 13 Q 9 Q 8UN5B 74LS74 UN4B UN4C 299B` UN1D 74LS08UN1A 74LS08UN1B 74LS08 UN1C 74LS08 AQ7AQ0 UN3B 74LS32 UN4D UN4E AR T4M S0S1CN4QCY UN2C 74LS08CY UN2A 74LS08UN3B UN3A 74LS3274LS32 CY 56123 312 431234 5 6 45 910 8111011 1213 8910 4 5 6 LZD 0-LZD 7 图3-4 BU SD0--D 7

进位控制实验计算机组成原理实验报告

《计算机组成与结构》课程实验报告 1计算机科学与信息工程系·2006年编制

·二、实验准备 1．仔细查线无误后，接通电源。 2.用二进制数码开关KDO ～KD7向DRl 和DR2 寄存器置数，方法：关闭ALU 输出三态门ALUB=1，开启输入三态门SWB=0，输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。如果选择参与操作的两个数据分别为55H 、AAH ，将这两个数存入DR1和DR2的具体操作步骤如下： 3.开关ALUB=0，开启输出三态门，开关SWB=1，关闭输入三态门，同时让 LDDR1=0，LDDR2=0。 4.如果原来有进位，CY=1，进位灯亮，但需要清零进位标志时，具体操作方法如下： S3、S2、S1、S0、M 的状态置为0 0 0 0 0，AR 信号置为“0”电平（清零操作时DRl 寄存器中的数应不等于FF ）。按动手动脉冲发生开关，CY=0，即清进位标志。注：进位标志指示灯CY 亮时表示进位标志为“1”，有进位；进位标志指示灯CY 灭时，表示进位位为“0”，无进位。数据开关置数开输入三态门数据存入寄存 ALUB=1 LDDR1= 0 LDDR2=1 KD0～KD7 数据开关置数开输入三态门数据存入寄存 ALUB=1 LDDR1=1 LDDR2=0 KD0～KD7 01010101

5.验证带进位运算及进位锁存功能这里有两种情况：进位标志已清零，即CY=0，进位灯灭。使开关CN=0，再来进行带进位算术运算。例如步骤（2）参与运算的两个数为55H和AAH，当S3、S2、S1、S0状态为10010，此时输出数据总线显示灯上显示的数据为DRl加DR2 再加初始进位位“1”（因CN=0），相加的结果应为ALU=00，并且产生进位，此时按动手动脉冲开关，则进位标志灯亮，表示有进位。使开关CN=1，当S3、S2、S1、S0状态为10010，则相加的结累ALU=FF，并且不产生进位。原来有进位，即CY=1，进位灯亮。此时不考虑CN的状态，再来进行带进位算术运算。同样步骤（2）参与运算的两个数为55H和AAH，当S3、S2、S1、S0、M状态为10010，此时输出数据总线显示灯上显示的数据为DRl加DR2再加当前进位标志CY，相加的结果同样为ALU=00，并且产生进位，此时按动手动脉冲开关，则进位标志灯亮，表示有进位。 3计算机科学与信息工程系·2006年编制

实验六移位寄存器的设计

实验六移位寄存器的设计一、实验目的 1、掌握中规模4位双向移位寄存器逻辑功能及使用方法。 2、熟悉移位寄存器的应用—实现数据的串行、并行转换和构成环形计数器。二、实验预习要求 1、复习有关寄存器及串行、并行转换器有关内容。 2、查阅CC40194、CC4011及CC4068 逻辑线路。熟悉其逻辑功能及引脚排列。 3、在对CC40194进行送数后，若要使输出端改成另外的数码，是否一定要使寄存器清零？ 4、使寄存器清零，除采用R C输入低电平外，可否采用右移或左移的方法？可否使用并行送数法？若可行，如何进行操作？ 5、若进行循环左移，图6－4接线应如何改接？ 6、画出用两片CC40194构成的七位左移串 /并行转换器线路。 7、画出用两片CC40194构成的七位左移并 /串行转换器线路。三、实验设备及器件 1、＋5V直流电源 2、单次脉冲源 3、逻辑电平开关 4、逻辑电平显示器 5、CC40194×2（74LS194）CC4011(74LS00) CC4068(74LS30) 四、设计方法与参考资料 1、移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器，是指寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的称为双向移位寄存器，只需要改变左、右移的控制信号便可实现双向移位要求。根据移位寄存器存取信息的方式不同分为：串入串出、串入并出、并入串出、并入并出四种形式。本实验选用的4位双向通用移位寄存器，型号为CC40194或74LS194，两者功能相同，可互换使用，其逻辑符号及引脚排列如图6－1所示。其中D0、D1、D2、D3为并行输入端；Q0、Q1、Q2、Q3为并行输出端；S R为右移串行输 C为直接无条件清零端；入端，S L为左移串行输入端；S1、S0为操作模式控制端；R

进位控制实验实验报告

广东技术师范学院实验报告学院：专业：班级：成绩：姓名：学号：组别：组员：实验地点：实验日期：指导教师签名：实验 2.2.2项目名称：进位控制实验 1．实验目的（1）了解带进位控制的运算器的组成结构。（2）验证带进位控制的运算器的功能。 2．实验设备 TDN-CM+或TDN-CM++教学实验系统一台。 3．实验原理图2.2-3所示为进位锁存及其显示电路。运算器最高位进位输出C(n+4)连接到一个锁存器（用74LS74实现）的输入端D,锁存器控制端的控制信号AR必须置为低电平，当T4脉冲到来时，进位结果就被锁存到进位锁存器中了，发光二极管这时显示为“灭”。同时也将本次的进位输出结果带进了下次的运算中，作为下次运算的进位输入。

图2.2-3 带进位运算器通路图 4．实验步骤（1）按图2.2-4连接实验电路并检查无误。（2）打开电源开关。（3）用输入开关向暂存器DR1和DR2置数,方法同前。（4）关闭数据输入三态门（SW-B=1），打开ALU输出三态门（ALU-B=0），并使LDDR1=0、LDDR2=0，关闭寄存器输入控制门。（5）对进位标志清零。实验系统上“SWITCH UNIT”单元中的CLR开关为标志CY、ZI 的清零开关，它为零状态时是清零状态，所以将此开关做1→0→1操作，即可使标志位清零。注意：进位标志指示灯CY亮时表示进位标志为“０”，无进位；标志指示灯CY灭时表示进位为“１”，有进位。（6）验证带进位运算及进位锁存功能。使Cn=1，AR=0,进行带进位算术运算。例如，做加法运算，使ALU-B=0，S3 S2 S1 S0 M的状态为1、0、0、1、0，此时数据总线上显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志的和，但这时的进位状态位还没有输入进位锁存器中，它是要靠T4节拍来输入的。这个结果是否有进位产生，则要按动微动开关KK2，若进位标志灯亮，则无进位，反之则有进位。因为做加法运算时数据总线一直显示的数据为DR1+DR2+CY，所以当有进位输入到进位锁存器时，总线显示的数据将为加上当前进位锁存器中锁存的进位的结果。

实验一基本运算器实验

山西大学计算机与信息技术学院实验一基本运算器实验一、实验目的：（1 ）了解运算器的组成结构（2 ）掌握运算器的工作原理二、实验内容： 1、实验原理：本实验的原理如图1-1所示。运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器 A和暂存器B,三个部件同时接受来自 A和B的数据各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3,S0和 CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为 ALU的输出。如果是影响进位的运算，还将置进位标志 FC,在运算结果输出前，置ALU零标志。ALU 中所有模块集成在一片运算器部件由一片 CPLD实现。ALU的输入和输出通过三态门74LS245连到CPU内总线上，另外还有指示灯标明进位标志FC和零标志FZ。图中除T4和CLR其余信号均来自于 ALU单元的排线座，实验箱中所有单元的T1、T2、T3、T4都连接至控制总线单元的T1、T2、T3、T4, CLR都连接至 CON 单元的CLR按钮。T4由时序单元的TS4提供，其余控制信号均由 CON单元的二进制数据开关模拟给出。控制信号中除 T4为脉冲信号外，其余均为电平信号，其中ALU_B为低有效，其余为高有效。表1-1运算器逻辑功能表（表中“ X ”为任意态，下同）运算类型S3 S2 S1 S0CN 功能逻辑运算0000 X 台匕 F=A （直通）能0001 X F=B （直通）课程名称 2011级计算机科学与技术计算机组成原理课程设计实验日期批改日期实验名称学号专业班级指导教师 CPLD

0100 X F= A' （FZ ） 0101 X F=A 不带进位循环右移 B （取低 3位）位（FZ ） 0110 0 F=A 逻辑右移一位（FZ ）移位运算 1 F=A 带进位循环右移一位（FC ，FZ ） 0111 0 F=A 逻辑左移一位（FZ ） 1 F=A 带进位循环左移一位（FC ，FZ ） 1000 X 置 FC=CN （FC ） 1001 X F=A 加 B （FC ，FZ ） 1010 X F=A 加B 加FC （FC ， FZ ）算术运算 1011 X F=A 减 B （FC ， FZ ） 1100 X F=A 减 1 （FC ， FZ ） 1101 X F=A 加 1 （FC ， FZ ） 1110 X （保留） 1111 X （保留）算器零标志，表中功能栏内的 FC FZ 表示当前运算会影响到该标志。 ST 按钮，产生一个 T4上升沿，则将二进制数置入暂中，暂存器A 的值通过ALU 单元的A7,A0八位 LED 灯显示。用输入开关向暂存器 B 置数。拨动CON 单元的SD27,SD20数据开关，形成另外一个二进制数。置LDA=0，LDB=1,连续按动时序单元的 ST 按钮，产生一个 T4上升沿，则将二进制数置入暂中，暂存器B 的值通过ALU 单元的B7,B0八位 LED 灯显示。改变运算器的功能设置，观察运算器的输出。置 ALU_B=0、LDA=0 LDB=0,然后按表1-1置 S3、S2、S1、S0和Cn 的数值，并观察数据总线 LED 显示灯显示的结果。 2、实验步骤: ⑴ ⑶ 查接线， ⑷ ① KK1、KK3置为’运行’档。打开电源开关，如果听到有’嘀’报警声，说明有总线竞争现象，应立即关闭电源，重新检直到错误排除。然后按动 CON 单元的用输入开关向暂存器 A 置数。拨动CON 单元的SD27,SD20数据开关， CLR 按钮，将运算器的 A 、B 和FC 、FZ 清零。形成用户指定的二进制数，数据显示亮为’1'，灭为‘ 0'。 ② 存器A （5） ① ② 存器B 置LDA=1, LDB=0连续按动时序单元的按图1-2连接实验电路，并检查无误。

进位控制实验计算机组成原理实验报告

《计算机组成与结构》课程实验报告实验名称进位控制实验实验序号2实验日期2013.3.29 姓名院系计算机班级学号专业计算机科学与技术指导教师成绩一、实验目的及要求 1．验证带进位控制的算术逻辑运算发生器功能 2．按指定数据完成几种指定的算术运算三、实验内容 1．实验原理在实验 1 的基础上增加进位控制部分，其中高位74LS181(U31) 的进位CN4 通过门 UN4E,UN2C,UN3B 进入 UN5B 的输入端D，其写入脉冲由T4 和 AR 信号控制， T4 是脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23 上 T4 与手动脉冲发生开关的输出端SD 相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。AR 是电平控制信号（低电平有效），可用于实现带进位控制实验。从图中可以看出，AR 必须为“ 0’’电平， D 型触发器 74LS74（UN5B ）的时钟端 CLK 才有脉冲信号输入。才可以将本次运算的进位结果 CY 锁存到进位锁存器 74LS74(UN5B) 中。 2．实验接线 1)ALUBUS 连 EXJ3 2)ALU01 连 BUS1 3)SJ2 连 UJ2 4)跳线器 J23 上 T4 连 SD 5)LDDR1 ，LDDR2 ， ALUB,SWB 四个跳线器拨在左边 6)AR,299B 跳线器拨在左边，同时开关AR 拨在“ 0”电平，开关 299B 拨在“ 1”电平 7)J25 跳线器拨在右边二、实验准备 1．仔细查线无误后，接通电源。 2.用二进制数码开关KDO ～ KD7 向 DRl 和 DR2 寄存器置数，方法：关闭ALU输出三态门ALUB=1 ，开启输入三态门SWB=0 ，输入脉冲T4 按手动脉冲发生按钮产生。如果选择参与操作的两个数据分别为55H、 AAH ，将这两个数存入DR1 和 DR2 的具体操作步骤如下：

移位运算器实验报告

移位运算器实验报告移位运算器实验报告移位运算器实验报告课程名称: 计算机组成原理姓名/学号: 实验名称: 算术逻辑运算专业: 软件工程班级: 软件工程班指导教师: 实验日期: 2011年 10月 26日实验成绩: 批阅教师签字: 第 1 页共 4 页移位运算器实验报告一、实验目的 , 验证移位控制的组合功能二、实验设备 , 1、TDN,CM，组成原理实验仪一台 , 2、导线若干三、实验原理 , 利用移位发生器(74LS299)、时序脉冲T4、信号控制使能端299-B、电平控制信号 AR及S0 S1 M控制其功能状态。如上图所示为移位控制电路.其中使用了一片74L

S299作为移位发生器,其8位输入/输出端可连接至内部总线。74LS299移位器的片选控制信号为299,B，在低电平时有效。T4为其控制脉冲信号，由“W/R UNIT”单元中的T4接至“STATE UNIT”单元中的单脉冲发生器KK2上而产生，S0、S1、M 作为移位控制信号。第 2 页共 4 页移位运算器实验报告四、实验内容 , 分别将理论值(每种位移进行三次)填入表中(初始值为5A),向299置数(置成5A

(01011010))。 , 设置S1、 S0、 M、299-B的状态，观察并记录移位结果(F、CY)。 F(三次移位结果) CY 299-B S1 S0 M 功能理论值实验值理论值实验值任意 0 0 0 保持 01011010 1 00101101 0 0 1 0 0 循环右移 10010110 1 01001011 0 10101101 0 带进位循环0 1 0 1 01010110 1 右移 10101011 0 10110100 0 0 0 1 0 循环左移 01101001 1 11010010 0 10110101 0 带进位循环0 0 1 1 01101010 1 左移 11010101 0 任意 1 1 任意装数 01011010 1 实验步骤: 1. 仔细查线无误后，接通电源。 2. 向移位寄存器装数。 <1> 拨动输入开关形成任意二进制数(注意形成的数据要能明显区分各位)。 <2> 使SWITCH UNIT单元中的开关SW-B=0，打开数据输入三态门。 <3> 使S0=1、S1=1，并按动微动开关KK2，则将二进制数装入移位寄存器。 <4> 使SW-B=1，关闭数据输入三态门。 3. 移位运算操作。参照“移位控制电路功能表”的内容，先将S1、S0和299-B置为 0、0和0，检查移位寄存器单元装入的数是否正确，然后通过改变S0、S1、M 的状态，并按动微动开关KK2，观察移位的结果。第 3 页共 4 页

计算机组成原理进位控制实验

淮海工学院计算机工程学院实验报告书课程名：《计算机组成原理》题目：实验二进位控制实验班级：学号：姓名：

1、目的与要求 1）验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能。 2）按给定的数据完成几种指定的算术运算。 2、实验设备 ZYE1601B计算机组成原理教学实验箱一台，排线若干。 3、实验步骤与源程序 l) 按图1连接实验线路，仔细查检查无误后，接通电源。。图1 进位控制实验接线图 2) 用二进制数码开关向DR1存入11000001，向DR2存入01000011。具体操作步骤如下：检验DR1和DR2中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门（SW_G=1），打开ALU输出三态门（ALU_G=0）。当设置S3、S2、S1、S0、M的状态为11111时，总线指示灯显示DR1中的数，而设置成10101时总线指示灯显示DR2中的数。 3) 进位标志清零。具体操作方法如下：实验板中“SWITCH”单元中的CLR开关为标志位CY、ZI的清零开关，它为0时（开关向上为1，向下为0）是清零状态，所以将此开关做l→0→1操作，即可使标志位清零（清零后指示灯亮）。

4) 验证带进位运算及进位锁存功能。使Cn=1，Ar=0来进行带进位算术运算：首先向DR1、DR2置数，然后使ALU_G=0，当S3、S2、S1、S0、M的状态为10010时，数据总线上显示的数据为DR1加DR2加当前进位标志得到的结果。这个结果是否产生进位，则要按动微动开关PULSE，若进位标志灯CY亮，表示无进位；若进位标志灯CY灭，表示无进位。 4、结果分析与实验体会有了前一次实验的经验，这次实验接线一会就接好了。这次的实验主要关于判断有无进位，在实验过程中，最低位都一直是1，就不考虑最低位，按照实验说明一步步操作，最后得出CY 等于0（不亮），即表示无进位。实验做的很满意。

3_11实验二移位运算实验(王伟)

新疆师范大学计算机科学技术学院实验报告专业：软件工程课程名称：计算机组成原理班级： 14-3班姓名：王伟学号： 20141602141011 实验地址：数理楼2楼实验时间：2016.11.10 指导教师签字：成绩：实验二算术移位运算实验 1．实验目的和要求（1）掌握移位控制的功能及工作原理。（2）了解移位寄存器的功能。 2．主要仪器设备 EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。 3．实验原理移位运算实验电路结构如图 2-1 所示：图 2-1 移位运算器电路结构移位寄存器由 EP1K10 实现 T4 为移位时钟，M、S0、S1 为功能选择（见实验二），G_299 为输出控制，低电平时将寄存器的值送上数据总线。CY 为进位单元，对应于 Z 指示灯。DATAL、DATAH 接至数据总线。

4．操作方法与实验步骤实验连线图如图 2－3 所示。一、开关控制操作方式实验（1）将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所对应的指示灯亮。（2）拨动清零开关CLR，使其指示灯灭。再拨动 CLR，使其指示灯亮。（3）置数：置 C-G＝1，299-G＝0，通过数据输入电路输入要移位的数据，置 D15---D0= “0000000000000001”，然后置 C-G＝0，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，置 S0=1，S1=1，M=1 ，此时为置数状态，按脉冲源及时序电路上的【单步】按钮，置 C-G=1，完成置数的过程，进位指示灯亮表示进位“Z”已置位。（4）不带进位移位：置 299-G＝0，S0=1，S1=0，M=0，此时为循环左移状态，数据总线显示灯显示“0000000000000001”，按【单步】，数据总线显示灯显示“0000000000000010”，

计算机组成原理运算器实验

实验一运算器实验计算机的一个最主要的功能就是处理各种算术和逻辑运算，这个功能要由CPU中的运算器来完成，运算器也称作算术逻辑部件ALU。本章首先安排一个基本的运算器实验，了解运算器的基本结构，然后再设计一个加法器和一个乘法器。一、实验目的 (1) 了解运算器的组成结构。 (2) 掌握运算器的工作原理。二、实验设备 PC机一台，TD-CMA实验系统一套。三、实验原理本实验的原理如图1-1所示。运算器内部含有三个独立运算部件，分别为算术、逻辑和移位运算部件，要处理的数据存于暂存器A 和暂存器B，三个部件同时接受来自A和B的数据（有些处理器体系结构把移位运算器放于算术和逻辑运算部件之前，如ARM），各部件对操作数进行何种运算由控制信号S3…S0和CN来决定，任何时候，多路选择开关只选择三部件中一个部件的结果作为ALU的输出。如果是影响进位的运算，还将置进位标志FC，在运算结果输出前，置ALU零标志。ALU中所有模块集成在一片CPLD中。逻辑运算部件由逻辑门构成，较为简单，而后面又有专门的算术运算部件设计实验，在此对这两个部件不再赘述。移位运算采用的是桶形移位器，一般采用交叉开关矩阵来实现，交叉开关的原理如图1-2所示。图中显示的是一个4×4的矩阵（系统中是一个8×8的矩阵）。每一个输入都通过开关与一个输出相连，把沿对角线的开关导通，就可实现移位功能，即： (1) 对于逻辑左移或逻辑右移功能，将一条对角线的开关导通，这将所有的输入位与所使用的输出分别相连,而没有同任何输入相连的则输出连接0。 (2) 对于循环右移功能，右移对角线同互补的左移对角线一起激活。例如，在4位矩阵中使用‘右1’和‘左3’对角线来实现右循环1位。 (3) 对于未连接的输出位，移位时使用符号扩展或是0填充，具体由相应的指令控制。使用另外的逻辑进行移位总量译码和符号判别。

1.2进位控制实验

《计算机组成原理》实验报告实验题目: 进位控制实验姓名: 韦俊宏学号:_ 26111201026 班级: 12计科组别:__ 全班同组人: 熊丽指导教师: _ 曾老师__ 实验概述：验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能【实验目的及要求】验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能按给定的数据完成几种指定的算术运算。【实验原理】进位控制运算器的实验原理如图1-3 所示，在实验1、1 的基础上增加进位控制部分，其中181 的进位进入一个锁存器，其写入是由T4 和AR 信号控制，T4 是脉冲信号，实验时将T4 连至信号单元的TS4 上。AR 是电平控制信号（低电平有效），可用于实现带进位控制实验，而T4 脉冲是将本次运算的进位结果锁存到进位锁存器中。图l-3 进位控制实验原理图【实验环境】（使用的软件） 1、ZY15CompSys12BB 计算机组成原理及系统结构教学实验箱一台 2、排线若干实验内容：运用算术逻辑运算器进行算术运算和逻辑运算。

【实验方案设计】如下图：【实验过程】（实验步骤、记录、数据、分析） 1、按图1-4 连接实验线路，仔细检查无误后，接通电源。（图中箭头表示需要接线的地方，接总线和控制信号时要注意高低位一一对应，可用彩排线的颜色来进行区分） 2、进位标志清零。具体操作方法如下：实验板中开关单元中的CLR 开关为标志位CY、ZI 的清零开关，它为0 时（开关向上为1，向下为0）是清零状态，所以将此开关做l→0→1 操作，即可使标志位CY、ZI 清零（清零后CY、ZI 指示灯亮）。 3、用输入单元的二进制数据开关向DR1 存入11000001，向DR2 存入01000011。具体操作步骤如下：首先使各个控制电平的初始状态为：CLR=1，LDDR1=0，LDDR2=0，ALU_G=1，AR=1，SW_G=1，S3 S2 S1 S0 M CN=111111，并将控制台单元的开关SP05 打在“NORM”状态，SP06 打在“RUN”状态，SP03 打在“STEP”状态，SP04 打在“RUN”状态。然后按下图所示步骤进行。上面方括号中的控制电平变化要按照从上到下的顺序来进行，其中T4 的正脉冲是通过按动一次控制台单元的触动开关START 来产生的。置数完成以后，检验DR1 和DR2 中存的数是否正确，具体操作为：关闭数据输入三态门（SW_G=1），打开ALU 输出三态门（ALU_G=0），使ALU 单元的输出结果进入总线。当设置S3、 S2、S1、S0、M、CN 的状态为111111 时，数据单元的指示灯显示DR1 中的数；而设置成101011 时，数据单元的指示灯显示DR2 中的数，然后将指示灯的显示值与输入的数据进行对比。

计算机实验

实验一十六位机运算器实验专业：计算机科学与技术班级：学号：************ 姓名：张三丰实验地点：工A408 实验时间：指导教师：一、实验目的掌握十六位机字与字节运算的数据传输格式，验证运算功能发生器及进位控制的组合功能。二、实验要求完成算术、逻辑、移位运算实验，熟悉ALU运算控制位的运用。三、实验原理实验中所用的运算器数据通路如图2-3-1所示。ALU运算器由CPLD描述。运算器的输出经过2片74LS245三态门与数据总线相连，2个运算寄存器AX、BX的数据输入端分别由4个74LS574锁存器锁存，锁存器的输入端与数据总线相连，准双向I/O输入输出端口用来给出参与运算的数据，经2片74LS245三态门与数据总线相连。图2-3-1运算器数据通路图2-3-1中，AXW、BXW在“搭接态”由实验连接对应的二进制开关控制，“0”有效，通过【单拍】按钮产生的负脉冲把总线上的数据打入，实现AXW、BXW写入操作。

四、运算器功能编码表2.3.1 ALU运算器编码表算术运算逻辑运算五、实验连线 K23~K0置“1”，灭M23~M0控位显示灯。然后按下表要求“搭接”部件控制电路。

六、算术运算实验 1.字算术运算 (1)字写操作按【单拍】按钮按【单拍】按钮 (2)字读操作 (3)字加法与减法运算令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），FUN及总线单元显示AX+BX的结果。令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），FUN及总线单元显示AX－BX的结果。 2.字节算术运算 (1)偶字节写（置数操作）通过I/O单元“S15~S0”开关向累加器AL和暂存器BL置数，具体操作步骤如下：按【单拍】按钮按【单拍】按钮 (2)偶字节读操作（运算寄存器AL和BL内容送总线）关闭AL、BL写使能，令K18=K17=1，按下流程分别读AL、BL。 K18~K17=11 K13~K11=000 (3)字节减法算术运算（不带进位加）令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），FUN及总线单元显示AL+BL的结果。令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），FUN及总线单元显示AL－BL的结果。

计算机组成原理-进位移位控制实验

寄存器实验报告

计算机组成原理《进位控制实验》

实验二算术逻辑运算及移位操作

运算器实验

计数器和移位寄存器设计仿真实验报告.

微机实验报告(1)

实验四 移位运算器实验

进位控制实验 计算机组成原理实验报告

实验六移位寄存器的设计

进位控制实验实验报告

实验一基本运算器实验

进位控制实验计算机组成原理实验报告

移位运算器实验报告

计算机组成原理 进位控制实验

3_11实验二移位运算实验(王伟)

计算机组成原理运算器实验

最新实验6-移位寄存器功能测试及应用-(实验报告要求)

1.2进位控制实验

计算机实验

实验四移位运算器实验

进位控制实验计算机组成原理实验报告

计算机组成原理进位控制实验