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前言

一、实验目的

1、掌握简单运算器的数据传送通路组成原理
2、验证算数逻辑运算功能发生器74LS181的组合功能

二、实验内容

1.实验原理

实验中所用的运算器数据通路如图3-1所示。其中运算器由两片74LS181以并/串形成8位字长的ALU构成。运算器的输出经过一个三态门74LS245(U33)到内部数据总线BUSD0 ~ D7插座BUS1~ 2中的任一个(跳线器JA3为高阻时为不接通),内部数据总线通过 LZD0~ LZD7显示灯显示;运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器74LS273( U29、U30)锁存,两个锁存器的输入并联后连至内部总线 BUS,实验时通过8芯排线连至外部数据总线EXD0 ~ D7插座EXJ1~ EXJ3中的任一个;参与运算的数据来自于8位数据开并KD0~ KD7,并经过一三态门 74LS245( U51)直接连至外部数据总线EXD0~ EXD7,通过数据开关输入的数据由LD0~ LD7显示。
图中算术逻辑运算功能发生器74LS181( U31、U32)的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M并行相连后连至6位功能开关,以手动方式用二进制开关S3、S2、S1、S0、CN、M来模拟74LS181( U31、U32)的功能控制信号S3、S2、S1、S0、CN、M;其它电平控制信号LDDR1、LDDR2、ALUB、、SWB、以手动方式用二进制开关LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB来模拟,这几个信号有自动和手动两种方式产生,通过跳线器切换,其中ALUB、、SWB、为低电平有效,LDDR1、LDDR2为高电平有效。
另有信号T4为脉冲信号,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。

2.芯片介绍

74LS181是主要进行算术和逻辑运算的电路，可以作为处理器进行运算的核心部件。它对两个4位操作数进行逻辑或算术运算等。74LS181可以与74LS182级连为先行进位加法器。
74LS273是8位数据/地址锁存器，它是一种带清除功能的8D触发器 ， D0～D7为数据输入端，Q0～Q7为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作数据锁存器，地址锁存器。
74LS245常用来驱动LED或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。

3.实验接线

本实验用到4个主要模块:(1)低8位运算器模块,(2)数据输入并显示模块,(3)数据总线显示模块,(4)功能开关模块(借用微地址输入模块)。根据实验原理详细接线如下:
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置“接通”;
8、JA1,JA2,JA4置“高阻”;
9、JA8置上面“微地址”
10、EXJI接BUS3 ;
11、开关CE、AR置1

4.实验步骤

(1)连接线路,仔细查线无误后,接通电源。
(2)用二进制数码开关KD0~KD7向DR1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。设置数据开关具体操作步骤图示如下:

说明: LDDR1、LDDR2、ALUB `、SWB四个信号电平由对应的开关 LDDR1、LDDR2、ALUB、SWB给出,拨在上面为“1”,拨在下面为“0”,电平值由对应的显示灯显示,T4由手动脉冲开关给出。
(3)检验DR1和DR2中存入的数据是否正确,利用算术逻辑运算功能发生器74LS181的逻辑功能,即M =1。具体操作为:关闭数据输入三态门SWB =1,打开ALU输出三态门ALUB、=0,当置S3、S2、S1、S0、 M 为11111时,总线指示灯显示DR1中的数,而置成10101时总线指示灯显示DR2中的数。
(4)验证74LS181的算术运算和逻辑运算功能(采用正逻辑)
在给定DR1=35、DR2=48的情况下,改变算术逻辑运算功能发生器的功能设置,观察运算器的输出,填入表3-1中,并和理论分析进行比较、验证。
实验结果如下：

三、实验总结

本次实验中，由于之前同学的操作，使得我所要做的除了输入数据验证结果之外，基本只剩下检查电路接线。进行电路的接线时要小心，因为芯片很容易烧坏。关于实际的电路操作还请多上心，数字电路时的操作落下得有点多。
本实验所载数据来自实验教材，因教材不同而引起的不同盖不在考虑之内。同时也请诸位在查看本文时不要照抄，本文仅供学习与了解用。如发现本文有误的，还请及时指正，待在下确认错误后会重新修改。