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运算器的设计与实现

[目录]
1课程设计目的
2课程设计设备
3课程设计内容
4课程设计总结

[原文]
1课程设计目的
1.掌握计算机中运算器的功能与结构特点
2.熟悉算术逻辑单元74LS181的结构特点和功能特性
3.掌握计算机各功能模块的工作原理、相互联系和来龙去脉
4.完整地建立计算机的整机概念
2课程设计设备
TDN-CM+计算机组成原理实验系统,排线若干；
PC微机一台（选配）。
3课程设计内容
3.1课程设计原理
实验中所用的运算器通路如图1-1所示。
本通路图中运算器单元由算术逻辑运算单元（ALU）、两个字长的工作暂存器DR1和DR2及一个8位的输出三态门组成。其中ALU是由两片74LS181以并-串型构成的8位字长的算术逻辑运算单元。运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由二个锁存器锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据，并经过一三态门（74LS245）和数据总线相连，数据显示灯(“BUS UNIT”)已和数据总线相连，用来显示数据总线内容。两个芯片的控制端S3、S2、S1、S0、M相应的控制信号相互并到一起由排针引出至外部。74LS181的功能表见表1-1。
图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明，其中除T4为脉冲信号，其他均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”的相应时序信号引出端，因此，在进行实验时，只需将“W/R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲，而S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B各电平控制信号用“SWITCH UNIT”中的二进制数据开关来模拟，其中Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效，LDDR1、LDDR2为高电平有效。
数据通路框图及相关芯片
......

[参考资料]
(1)白中英，计算机组成原理（第三版•网络版），科学出版社，1994
(2)金兰，金波，计算机组织：原理、分析与设计（中文版），清华大学出版社，2006
(3)白中英、杨春武等，计算机组成原理题解、题库与实验（第三版），科学出版社，2001