U19U20U21U22DCD_HEX_BLUEDCD_HEX_BLUEDCD_HEX_BLUEDCD_HEX_BLUEX325272826F1F2F3F4F5F6F7F8CoutIO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8GOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO10IO11IO12IO13IO14IO15IO162324IO17X1IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO812345678X2IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9K8IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8GOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO10IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO175874244_BLOCK9VCC5V10212217181920IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8CLKOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO10IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO17四、 实验内容
X6X5X11IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO97574244_BLOCK74273_BLOCKU23U24U25U26IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8G2930313274244_BLOCKIO23IO24IO25IO26IO27IO28IO29IO30IO313334353637383940IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO10IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO17VCC835V(1)说明整个电路工作原理;
DCD_HEX_BLUDECD_HEX_BLUE8BIT_ALU_BLOCKX741424344515286IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8CLKOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO10IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO17DCD_HEX_BLUEDCD_HEX_BLUEIO1A1IO2A2IO3A3IO4A4IO5A5IO6A6IO7A7IO8A8IO9B1IO10B2IO11B3IO12B4IO13B5IO14B6IO15B7IO16B8IO17S0IO18S1IO19S2IO20S3IO21CinIO22MJ1876X12495084Key = SpaceIO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8GIO10IO11IO12IO1345IO14IO1546IO164748IO175354555674244_BLOCKU27U287774273_BLOCK858780DCD_HEX_BLUEDCD_HEX_BLUEJ2088Key = SpaceX411125960IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8GX989J23787974374_BLOCKU31U32IO1IO1IO2IO2IO3IO3IO4IO4IO5IO5IO6IO6IO7IO7IO8IO8IO9OCIO10CLKOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO17IO1861626364OUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO10IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO17Key = Space74244_BLOCKJ25VCCVCCJ2481DCD_HEX_BLUEDCD_HEX_BLUEKey = Space057737414131516Key = SpaceX86566676890X100IO1IO1IO2IO2IO3IO3IO4IO4IO5IO5IO6IO6IO7IO7IO8IO8IO9OCIO10CLKOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO17IO18U29U30DCD_HEX_BLUEDCD_HEX_BLUE6970717282IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8IO9IO1IO2IO3IO4IO5IO6IO7IO8GOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT8IO10IO11IO12IO13IO14IO15IO16IO1774374_BLOCK74244_BLOCK
芯片X1,X2控制数据输入;左边的一组开关是控制各个模块的是否存储数据;芯片X6和X7分别控制暂存工作寄存器X3和X12的数据输入; 显示器U19与U20,U23与U24显示芯片X6,X7输出数据;显示器U21与U22,U25与U26显示暂存工作寄存器X3和X12的中储存的数据; X6、X7、X3、X12构成的模块的功能是存储即将运算的数据;芯片X4和X8作为通用工作寄存器是用来存储数据,显示器U27与U28,U31与U 32显示芯片X4,X8中存储的数据;芯片X5,X11是运算处理模块,通过控制右边的开关来控制由X3、X12输入的数据进行各个运算;显示器U29与U30是用来显示数据运算结果的。
(2)说明74LS244N的功能及其在电路中作用,及输入信号G有何作用; 74LS244N三态门电路,主要用于将部件与总线连接或断开,从而设置各个寄存器的值,切记总线只有一个输入;输入信号G是使能控制端,低电平有效。
(3)说明74LS273N的功能及其在电路中作用,及输入信号CLK有何作用; 74LS273部件作为暂存工作寄存器,暂时保存要进行运算的信号。CLR的作用即清零,清除保存到该寄存器的信号。 (4)说明74LS374N的功能及其在电路中作用,及输入信号CLK和OC的作用;
74374部件作为通用寄存器GR1和GR2,在此电路中是保存和传送信号。 OC的作用是OUTPUT CONTROL控制输出。
(5)K8产生如任意数据存入通用寄存器GR1;
通过双击与74LS273(0)相连的单脉冲,即把数据存入到了GR1,并在相应的LED上显示出来。
(6)K8产生如任意数据存入通用寄存器GR2;
同(5)。
(7)完成GR1+GR2→GR1;
(8)GR1-GR2→GR2;
(9)GR1∧GR2→GR1;
(10)GR1∨GR2→GR2;
(11)GR1⊕GR2→GR1;
(12)~GR1→GR2;
(13)~GR2→GR1。
运算公式 GR1+GR2→GR1 GR1-GR2→GR2 GR1∧GR2→GR1 GR1∨GR2→GR2 GR1⊕GR2→GR1 ~GR1→GR2 ~GR2→GR1 数据 12+23=35 32-23=12 35∧12=10 10∨12=12 10⊕12=02 ~02=FD ~FD=02 S3 S2 S1 S0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 CN 1 0 X X X X X M 0 0 1 1 1 1 1 五、总结及心得体会
这次实验的内容是简单运算器的设计和使用,本次实验室主要要求是掌握三态门的使用和原理,掌握暂存工作寄存器74LS273N的原理和使用以及掌握通用寄存器74LS374的原理和运用。需要注意的是本次试验所用到的所有芯片的时钟信号均是低电平有效的。需要强调的是任何时候数据总线上必须只有一个数据信号。
通过本次实验,我较为熟练地掌握了算术逻辑单元(ALU)的应用方法,并且清楚的理解和掌握了简单运算器的数据传送原理,对于74LS273、74LS374和74LS181这三块芯片也有了系统地掌握,一个最大的收获就是熟悉了如何创建子电路和使用子电路。这为我进行实验三提供了宝贵经验。
实验三
一、实验名称
乘法实现
二、实验目的
本实验为开放性实验,根据原理图实现乘法的电路设计及运行。实现4位*4位的乘法。
三、实验原理
如图是实现原码一位乘法运算的基本硬件配置框图,根据改图用移位相加方法实现乘法,自行选择器件设计电路并运行。
原码一位乘法运算的基本硬件配置图
原码一位乘法运算的基本硬件配置图
本次实验选用74LS181作为加法器,用74LS194作为移位寄存器,手动开关作为计数器,实现4位*4位的乘法。
四、实验内容
(1)说明整个电路工作原理;
864211111234NYYYY4A1111432USL1234GAAAA141111~724681610HEXCC_CCDVVCD5V81UHEX_DCD6U45131111256925691111QQQQQQQQN1234567831712USRLLKDDDDDDDDCL4912345678~C78171X347813478111111011HE_DCD87U0338313243354321111CABCDN0CQQQQ4VAN976518U04US577RL5LKLR01CL49ABCDSSSS~C701X345672911163HE_DCD53213U3728292VC5C0136457V9111111101234BPGNFFFFNQ~~~~~~CE189A1USL01230123AAAABBBB0123N4~~~~~~~~SSSSCM731920822211221654378501232222242123456OOOOOO2IIIIIIX566123456OOOOOOHE75IIIIIIV _1t5.DXuCo2 D221X71U5432V1111 5.20136457ABCDN 91111111QQQQ43991501234BPGN11XFFFFNQ~~5~~~~CE1US1A8RL1LKLR01CL4USABCDSSSS~C7L01230123AAAABBBB0123N401729111~~~~~~~~SSSSCM7X3456319208HE022211221654378_43D145C4D555454844138642CU411110C241234NVYYYYA1111445VC12USCC0LCV1234G5VAAAA14VHEX1111~7C_CD256924681V25691111C5DQQQQQQQQN1234567836712US2RLLKUDDDDDDDDCL412345678~C734781347811111112438967443494C5VCCVCV05VCCCCVV036