计算机组成原理实验二--运算器实验(1)

一、实验目的
1.掌握开源数字电路模拟软件Logisim的使用;
2.掌握有符号数加减运算溢出检测的基本方法;
3.掌握运算器的组成及其工作原理;
4.验证4位函数发生器74181的组合功能。

二、实验设备
EL-JY-II型计算机组成原理实验系统一套,排线若干。

三、实验内容
1.利用Logisim软件设计一个全加器;
2.利用Logisim软件设计一个行波进位的补码加法/减法器;
3.在EL-JY-II型实验仪上验证函数发生器74181的逻辑运算功能和算术运算功能。

四、实验过程与结果
1…利用Logisim软件设计一个全加器;
(1.1)在Logisim中画出一位全加器的电路图,电路图如下:
在这里插入图片描述
(1.2)在Logisim中测试该电路的正确性,记录测试数据与测试结果如下
在这里插入图片描述

2.利用Logisim软件设计一个行波进位的补码加法/减法器
(2.1)学习Logisim中子电路(Subcircuit)的用法,然后将第1步中完成的全加器设计成成FA子电路单元;
在这里插入图片描述
设计全加器FA子电路如下图

在这里插入图片描述
(2.2)参照下面的电路图,并借助FA子电路单元在Logisim中画出8位行波进位的补码加法/减法器电路;

在这里插入图片描述

在logism中画出8位行波进位的补码加/减法电路如下图所示
在这里插入图片描述

(1)在Logisim中测试该电路的正确性,并记录测试数据与测试结果。

A	B	M	S	溢出2进制	10进制	2进制	10进制		2进制	10进制	00000001	1	00000001	1	0	000000010	2	无溢出00000001	1	00000001	1	0	000000000	0	无溢出01111111	127	00000001	1	0	110000000	128	溢出10000000	128	00000001	1	1	10111111	127	溢出

1.74181功能验证
(1)参考EL-JY-II型实验仪配套的实验指导(实验一),在EL-JY-II型实验仪上完成运算器实验的线路连接;
在试验箱中的连接如下图所示
在这里插入图片描述
(2)74181的功能表如下:
在这里插入图片描述
(3)参考EL-JY-II型实验仪配套的实验指导(实验一),从74181功能表中选择部分功能进行测试,同时记录测试数据与测试结果。

A	B	S3 S2 S1 S0 M Cn	F0001	0000	  0  0  0 0  1 	00010001000100000001	0001	  0  0  0 1  1  1	00000000000000100001	0010	  1  1  1 1  1 	00000000001000010001	0001	  1  1  0 0  1 	0000000000000001

五、实验心得
通过这次的实验 一:让我对logism软件中子电路的使用有了初步的理解,并可以运用子电路解决一些较位复杂的问题,但是并没有熟练掌握其中的一些技巧,如我在这次第二个题中使用第一题中的子电路时没有设置好其结构,导致重新实验了两次,但我觉的这个错误是值得的,让我对其有了更深刻的理解。同时这个题目让我对行波进位有了更深刻的理解,结合上课的所学知识,使我对行波进位有了十分深刻的理解。二:题目三让我对74181芯片有了更多的了解,对于其功能也不仅停留在纸面上了,通过实验动手操作,对其内部处理有了进一步了解,从而加强了对其功能的深刻理解。

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