实验二 算术逻辑运算实验
一、实验目的
（1）了解运算器芯片（74LS181）的逻辑功能。
（2）掌握运算器数据的载入、读取方法，掌握运算器工作模式的设置。 （3）观察在不同工作模式下数据运算的规则。
二、实验原理
1.运算器芯片（74LS181）的逻辑功能
74LS181是一种数据宽度为4个二进制位的多功能运算器芯片，封装在壳中，封装形式如图2-3所示。
5V A1 B1 A2 B2 A3 B3 Cn4 F324232221201918171615141374LS181123456789101112BO A0 S3 S2 S1 S0 Cn M F0 F1 F2 GND
图 2-3 74LS181封装图
主要引脚有：
（1）A0—A3：第一组操作数据输入端。 （2）B0—B3：第二组操作数据输入端。 （3）F0—F3：操作结果数据输入端。 （4）F0—F3：操作功能控制端。 （5）（6）
：低端进位接收端。 ：高端进位输出端。
（7）M：算数/逻辑功能控制端。
芯片的逻辑功能见表2-1.从表中可以看到当控制端S0—S3为1001、M为0、为1时，操作结果数据输出端F0—F3上的数据等于第一组操作数据输入端A0—A3上的数据加第二组操作数据输入端B0—B3上的数据。当S0—S3、M、
上
控制信号电平不同时，74LS181芯片完成不同功能的逻辑运算操作或算数运算操作。在加法运算操作时，
、
进位信号低电平有效；减法运算操作时，
、
进位信号无意义。
、
借位信号高电平有效；而逻辑运算操作时，2.运算器实验逻辑电路
试验台运算器实验逻辑电路中，两片74LS181芯片构成一个长度为8位的运算器，两片74LS181分别作为第一操作数据寄存器和第二操作数据寄存器，一片74LS254作为操作结果数据输出缓冲器，逻辑结构如图2-4所示。途中算术运算操作时的进位Cy判别进位指示电路；判零Zi和零标志电路指示电路，将在实验三中使用。
第一操作数据由B-DA1(BUS TO DATA1)负脉冲控制信号送入名为DA1的第一操作数据寄存器，第二操作数据由B-DA2(BUS TO DATA2)负脉冲控制信号送入名为DA2的第二操作数据寄存器。74LS181的运算结果数据由
（ALU
TO BUS）低电平控制信号送总线。S0—S3、M芯片模式控制信号同时与两片74LS181的S0—S3、M端相连，保证二者以同一工作模式工作。实验电路的低端进位接收端Ci与低4位74LS181的74LS181的
与高4位74LS181的
相连，用于接收外部进位信号。低4为
上相连，实现高、低4位之间进位信号的传
送进位Cy判别和进位
递。高4位之间进位信号的传递。高4位74LS181的指示电路。
表2-1 74LS181 芯片逻辑功能表
功能选择 输入、输出关系 M=H S3 S2 S1 S0 逻辑运算 Cn = H M = L 算术运算 Cn = L
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 F = A F = A + B F = A ? B F = 0 F = A ? B F = B F = A⊕B F = A ? B F = A + B F = A⊕B F = B F = A ? B F = 1 F = A + B F = A + B F = A F = A F = A + B F = A + B F = 0 - 1 F = A加（ A + B） F=( A+B)加(A+B) F = A减B减1 F =(A ? B)减1 F = A加（A ? B） F = A加B F=( A+B)加(A?B) F =(A ? B)减1 F = A加A F=( A+B)加A F=( A+B)加A F = A减1 F = A 加 1 F =( A + B)加 1 F =( A + B)加 1 F = 0 F = A加（ A + B）加 1 F=( A+B)加(A+B)加1 F – A减B F = A ? B F = A加（A ? B）加1 F = A加B加1 F=( A+B)加(A?B)加1 F = A ? B F = A加A加1 F=( A+B)加A加1 F=( A+B)加A加1 F = A 控制电平说明：“L”或“0”表示低电平，“H”或“1”表示高电平
逻辑操作符说明：“—”表示非操作，“+”表示“或”操作，“?”表示“与”操作，“⊕”表示“异或”
算术操作符说明：“加”表示加法操作，“减”表示减法操作
三、实验过程
1.连线
参照实验逻辑原理图进行连线，实验台上数据线用总线连接器连接好后一般不动，控制信号线需手工连接，本实验要连接的控制线如下。
（1）把输入、输出单元(INPUT/OUTPUT UNIT)的制开关单元（MANUAL UNIT）的
、与手动控
、相连接。
计算机组成原理--实验二 算术逻辑运算实验
