实验一 运算器组成实验
- 实验目的
⑴熟悉逻辑测试笔的使用方法。
⑵熟悉 TEC-8 模型计算机的节拍脉冲 T1、T2、T3；
⑶熟悉双端口通用寄存器组的读写操作；
⑷熟悉运算器的数据传送通路；
⑸验证 74LS181 的加、减、与、或功能；
⑹按给定的数据，完成几种指定的算术、逻辑运算运算。
- 实验结果
设置初始值后，进行加法运算
进行减法运算
进行与运算
进行或运算
- 解释
结合实验现象，每一实验步骤中，对下述信号在所起的作用进行解释：M、S0、S1、S2、S3、CIN、ABUS、LDC、LDZ、SEL3、SEL2、SEL1、SEL0、DRW、SBUS。并说明在该步骤中，哪些信号是必需的，哪些信号不是必需的，哪些信号必需采用实验中使用的值，哪些信号可以不采用实验中使用的值
M：控制运算模式，加减法时M=0 为算术运算；与或运算时M=1为逻辑运算；
S0、S1、 S2、S3：控制 74LS181 的运算类型 实现加减与或的运算控制。
CIN：低位 74LS181 的进位输入
ABUS：控制信号输出=1 时，将运算结果送数据总线 DBUS
LDC：控制输出端C的值是否送到寄存器。=1 时，在 T3 的上升沿将运算得到的进位保存到 C 标志寄存器。
LDZ：控制输出端Z的值是否送到寄存器。=1 时，如果运算结果为 0，在 T3 的上升沿，将 1 写入到 Z 标志寄存器；如果运算结果不为 0，将 0 保存到 Z 标志寄存器。
SEL3、SEL2：选择送 ALU 的 A 端口的寄存器
SEL1、SEL0：选择送 ALU 的 B 端口的寄存器
DRW：控制信号是否写入寄存器。=1 时，在 T3 上升沿对 RD1、RD0 选中的寄存器进
行写操作，将数据总线 DBUS 上的数 D7~D0 写入选定的寄存器
SBUS：控制是否写入DBUS。=1 时，将运算结果送数据总线 DBUS =0 时，禁止运算结果送数据总线 DBUS
| M | S0~S3 | CIN | LDC | LDZ | SEL3~SEL0 | DRW | SBUS | ABUS | |
| 写入数据到R0 | 为0，也可为其他值 | 为0000B也可为其他值 | 为0，也可为其他值 | 为0，也可为其他值 | 为0，也可为其他值 | 为0001B | 为1，读取总线数值并写入数据 | 为1，用以设定初始值并导入总线 | 必需为0 |
| 写入数据到R1 | 为0，也可为其他值 | 为0000B也可为其他值 | 为0，也可为其他值 | 为0，也可为其他值 | 为0，也可为其他值 | 为0001B | 为1，读取总线数值并写入数据 | 为1，用以设定初始值并导入总线 | 必需为0 |
| 加法运算 | 必需为0 | 为1001B，控制运算器为加法 | 必需为1 | 为1，输出C | 为1，输出Z | 为0001B | 必需为0，终止输入 | 必需为0，终止输入 | 为1，输出结果到总线 |
| 减法运算 | 必需为0 | 为0110B，控制运算器为减法 | 必需为0 | 为1，输出C | 为1，输出Z | 为0001B | 必需为0，终止输入 | 必需为0，终止输入 | 为1，输出结果到总线 |
| 与运算 | 必需为1 | 为1011B，控制运算器为与运算 | 必需为0 | 为0，不用输出 | 为1，输出Z | 为0001B | 必需为0，终止输入 | 必需为0，终止输入 | 为1，输出结果到总线 |
| 或运算 | 必需为1 | 为1110B，控制运算器为或运算 | 必需为0 | 为0，不用输出 | 为1，输出Z | 为0001B | 必需为0，终止输入 | 必需为0，终止输入 | 为1，输出结果到总线 |
四、思考探究
1．ALU 具有记忆功能吗？如果有，如何设计？
2．为什么在 ALU 的 A 端口和 B 端口的数据确定后，在数据总线 DBUS 上能够直接观测运算的 数据结果，而标志结果却在下一步才能观测到？
答：
具有，通过ABUS信号关闭输出端，将数据暂存在ALU中，实现记忆功能。
在ALU的输出端，C和Z的输出受LDC和LDZ的控制，在每次输出前会进行信号判断，所以要在下一步才能观测到。
五、独立方式
连线
为R0设置初始值
为R1设初始值
加法运算
减法运算
与运算
或运算
