实验一算术逻辑运算实验。
一．实验目的。
1．了解运算器的组成结构。
2．掌握运算器的工作原理。
3．学习运算器的设计方法。
4．掌握简单运算器的数据传送通路。
5．验证运算功能发生器74ls181 的组合功能。
二．实验设备。
tdn-cm+或tdn-cm++教学实验系统一套。
三．实验原理。
实验中所用的运算器数据通路图如图2.6-1。图中所示的是由两片74ls181 芯片以并/串。
形式构成的8 位字长的运算器。右方为低4 位运算芯片，左方为高4 位运算芯片。低位芯片。
的进位输出端cn+4 与高位芯片的进位输入端cn 相连，使低4 位运算产生的进位送进高4
位运算中。低位芯片的进位输入端cn 可与外来进位相连，高位芯片的进位输出引至外部。
两个芯片的控制端s0～s3 和m 各自相连，其控制电平按表2.6-1。
为进行双操作数运算，运算器的两个数据输入端分别由两个数据暂存器dr1、dr2（用。
锁存器74ls273 实现）来锁存数据。要将内总线上的数据锁存到dr1 或dr2 中，则锁存器。
74ls273 的控制端lddr1 或lddr2 须为高电平。当t4 脉冲来到的时候，总线上的数据就。
被锁存进dr1 或dr2 中了。
为控制运算器向内总线上输出运算结果，在其输出端连接了一个三态门（用74ls245 实。
现）。若要将运算结果输出到总线上，则要将三态门74ls245 的控制端alu-b 置低电平。否。
则输出高阻态。
图2.6-1 运算器通路图。
数据输入单元(实验板上印有input device)用以给出参与运算的数据。其中，输入开。
关经过一个三态门（74ls245）和内总线相连，该三态门的控制信号为sw-b，取低电平时，开关上的数据则通过三态门而送入内总线中。
总线数据显示灯（在bus unit 单元中）已与内总线相连，用来显示内总线上的数据。
控制信号中除t4 为脉冲信号，其它均为电平信号。
由于实验电路中的时序信号均已连至“w/r unit”单元中的相应时序信号引出端，因。
此，需要将“w/r unit”单元中的t4 接至“state unit”单元中的微动开关kk2 的输出。
端。在进行实验时，按动微动开关，即可获得实验所需的单脉冲。
s3、s2、 s1、s0 、cn、m、lddr1、lddr2、alu-b、sw-b 各电平控制信号则使用“switch
unit”单元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。
对于单总线数据通路，作实验时就要分时控制总线，即当向dr1、dr2 工作暂存器打入。
数据时，数据开关三态门打开，这时应保证运算器输出三态门关闭；同样，当运算器输出结。
果至总线时也应保证数据输入三态门是在关闭状态。
四．实验步骤。
1．按图2.6-2 连接实验电路并检查无误。图中将用户需要连接的信号线用小圆圈标明（其。
它实验相同，不再说明）。
2．开电源开关。
3．用输入开关向暂存器dr1 置数。
拨动输入开关形成二进制数01100101（或其它数值）。（数据显示灯亮为0，灭为1）。
使switch unit 单元中的开关sw-b=0（打开数据输入三态门）、alu-b=1（关闭。
alu 输出三态门）、lddr1=1、lddr2=0。
按动微动开关kk2，则将二进制数01100101 置入dr1 中。
4．用输入开关向暂存器dr2 置数。
拨动输入开关形成二进制数10100111（或其它数值）。
sw-b=0、alu-b=1 保持不变，改变lddr1、lddr2，使lddr1=0、lddr2=1。
按动微动开关kk2，则将二进制数10100111 置入dr2 中。
5．检验dr1 和dr2 中存的数是否正确。
关闭数据输入三态门（sw-b=1），打开alu 输出三态门（alu-b=0），并使lddr1=0、
lddr2=0，关闭寄存器。
置s3、s2、 s1、s0 、m 为1 1 1 1 1，总线显示灯则显示dr1 中的数。
置s3、s2、 s1、s0 、m 为1 0 1 0 1，总线显示灯则显示dr2 中的数。
6．改变运算器的功能设置，观察运算器的输出。
sw-b=1、alu-b=0 保持不变。
按表2-2 置s3、s2、 s1、s0 、m、cn 的数值，并观察总线显示灯显示的结果。
例如：置s3、s2、 s1、s0 、m、cn 为1 0 0 1 0 1，运算器作加法运算。
置s3、s2、 s1、s0 、m、cn 为0 1 1 0 0 0，运算器作减法运算。
7．验证74ls181 的算术运算和逻辑运算功能（采用正逻辑）
在给定dr1=65、dr2=a7 的情况下，改变运算器的功能设置，观察运算器的输出，填。
入下表中，并和理论分析进行比较、验证。
alu-b=1 lddr1=1lddr1=0
sw-b=0 lddr2=0lddr2=1
t4t4=图2.6-2 算术逻辑实验接线图。
表2.6-1
实验二静态随机存储器实验。
一．实验目的。
掌握静态随机存储器ram 工作特性及数据的读写方法。
二．实验设备。
1．tdn-cm+或tdn-cm++教学实验系统一台。
2．pc 微机（或示波器）一台。
三．实验原理。
实验所用的半导体静态存储器电路原理如图3.6-1 所示，实验中的静态存储器由一片6116（2k×8）构成，其数据线接至数据总线，地址线由地址锁存器（74ls273）给出。地址灯ad0～ad7 与地址线相连，显示地址线内容。
数据开关经一个三态门（74ls245）连至数据总线，分时给出地址和数据。
因地址寄存器为8 位，所以接入6116 的地址为a7～a0，而高三位a8～a10 接地，所以其实际容量为256 字节。6116 有三个控制线：ce（片选线）、oe（读线）、we（写线）。
当片选有效（ce=0）时，oe=0 时进行读操作，we=0 时进行写操作。本实验中将oe 常接地，在此情况下，当ce=0、we=0 时进行读操作，ce=0、we=1 时进行写操作，其写时间与t3 脉冲宽度一致。
实验时将t3 脉冲接至实验板上时序电路模块的ts3 相应插孔中，其脉冲宽度可调，其它电平控制信号由“switch unit”单元的二进制开关模拟，其中sw-b 为低电平有效，ldar 为高电平有效。
图3.6-1 存储器实验原理图。
四．实验步骤。
1) 形成时钟脉冲信号t3。具体接线方法和操作步骤如下：
接通电源，用示波器接入方波信号源的输出插孔h23，调节电位器w1 及w2 ，使。
h23 端输出实验所期望的频率及占空比的方波。
将时序电路模块（state unit）单元中的ф和信号源单元（signal unit）中的。
h23 排针相连。
在时序电路模块中有两个二进制开关“stop”和“step” 。将“stop”开关置为。
run”状态、“step”开关置为“exec”状态时，按动微动开关start，则ts3
端即输出为连续的方波信号，此时调节电位器w1，用示波器观察，使t3 输出实验。
要求的脉冲信号。当“stop”开关置为“run”状态、“step”开关置为“step”
状态时，每按动一次微动开关start，则t3 输出一个单脉冲，其脉冲宽度与连续方。
式相同。若用pc 联机软件中的示波器功能也能看到波形，可以代替真实示波器。
2) 按图3.6-2 连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。
图3.6-2 静态随机存储器实验接线图。
3) 写存储器。
给存储器的 地址单元中分别写入数据。
由上面的存储器实验原理图看出，由于数据和地址全由一个数据开关来给出，这就要分。
时地给出。下面的写存储器要分两个步骤，第一步写地址，先关掉存储器的片选（ce=1），打开地址锁存器门控信号（ldar=1），打开数据开关三态门（sw-b=0），由开关给出要写存。
储单元的地址，按动start 产生t3 脉冲将地址打入到地址锁存器，第二步写数据，关掉地。
址锁存器门控信号（ldar=0），打开存储器片选，使处于写状态（ce=0，we=1），由开关。
给出此单元要写入的数据，按动start 产生t3 脉冲将数据写入到当前的地址单元中。写其。
它单元依次循环上述步骤。
写存储器流程如下：（以向00 号单元写入11 为例）
4) 读存储器。
依次读出第 号单元中的内容，观察上述各单元中的内容是否与前。
面写入的一致。同写操作类似，读每个单元也需要两步，第一步写地址，先关掉存储器的片。
选（ce=1），打开地址锁存器门控信号（ldar=1），打开数据开关三态门（sw-b=0），由开。
关给出要写存储单元的地址，按动start 产生t3 脉冲将地址打入到地址锁存器；第二步读。
存储器，关掉地址锁存器门控信号（ldar=0），关掉数据开关三态门（sw-b=1），片选存储。
器，使它处于读状态（ce=0，we=0），此时数据总线上显示的数据即为从存储器当前地址。
中读出的数据内容。读其它单元依次循环上述步骤。
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