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🔥 系列专栏：《机组 | 模块单元实验》
⏰诗赋清音：云生高巅梦远游， 星光点缀碧海愁。 山川深邃情难晤， 剑气凌云志自修。
目录
🌺一、 实验目的
🌼二、 实验内容
🌻三、 实验详情
实验1：算术逻辑单元带进位位的加法运算实验
实验2：带进位移位实验
🍀四、 实验步骤
实验1 算术逻辑单元带进位的位加法运算
实验2 带进位移位实验
🌿五、 实验结果
实验1 算术逻辑单元带进位的位加法运算
实验2 带进位移位实验
🌷六、 实验体会
📝总结
🌺一、 实验目的
- 熟悉判零线路；
- 掌握进位寄存器单元的工作原理运用；
- 掌握带进位控制的算术逻辑运算器的组成和硬件电路。
🌼二、 实验内容
- 完成算术逻辑单元带进位的位加法运算；
- 完成带进位移位实验。
🌻三、 实验详情
实验1：算术逻辑单元带进位位的加法运算实验
● 把ALU-IN（8芯的盒型插座）与右板上的二进制开关单元中J01插座相连(对应二进制开关H16~H23)，把ALU-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ2相连。
● 把D1CK、D2CK、CCK用连线连到脉冲单元的PLS1上，把EDR1、EDR2、ALU-O、S0、S1、S2、S3、CN、M接入二进制拨动开关（请按下表接线）。
| 控制信号 | 接入开关位号 |
| D1CK | PLS1 孔 |
| D2CK | PLS1 孔 |
| CCK | PLS1 孔 |
| EDR1 | H8 孔 |
| EDR2 | H7 孔 |
| ALU-O | H6 孔 |
| CN | H5 孔 |
| M | H4 孔 |
| S3 | H3 孔 |
| S2 | H2 孔 |
| S1 | H1 孔 |
| S0 | H0 孔 |
接线图示：
● 按启停单元中停止按钮，实验平台停机并且把进位寄存器CY清零（CY灯灭）。在本实验中使用算术逻辑单元作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。
● 二进制开关H16~H23作为数据输入，置65H（对应开关如下表）。
| H23 | H22 | H21 | H20 | H19 | H18 | H17 | H16 | 数据总线值 |
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 8位数据 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 65H |
置各控制信号如下：
| H8 | H7 | H6 | H5 | H4 | H3 | H2 | H1 | H0 |
| EDR1 | EDR2 | ALU-O | CN | M | S3 | S2 | S1 | S0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D1CK上产生一个上升沿，把65H打入DR2数据锁存器，通过逻辑笔或示波器来测量确定DR2寄存器（74LS374）的输出端，检验数据是否进入DR2中。置S3、S2、S1、S0、M为11101时，总线指示灯显示DRl中的数，而置成10010时总线指示灯显示DR2中的数。
● 二进制开关H16~H23作为数据输入，置A7H（对应开关如下表）。
| H23 | H22 | H21 | H20 | H19 | H18 | H17 | H16 | 数据总线值 |
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 8位数据 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | A7H |
置各控制信号如下：
| H8 | H7 | H6 | H5 | H4 | H3 | H2 | H1 | H0 |
| EDR1 | EDR2 | ALU-O | CN | M | S3 | S2 | S1 | S0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在D2CK上产生一个上升沿，把A7H打入DR2数据锁存器。
● 再置各控制信号如下：
| H8 | H7 | H6 | H5 | H4 | H3 | H2 | H1 | H0 |
| EDR1 | EDR2 | ALU-O | CN | M | S3 | S2 | S1 | S0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在CCK上产生一个上升沿，把74LS181的进位打入进位寄存器中，在有进位的情况下，CY指示灯亮，并且ALU-O为0，把计算结果输出到数据总线。
● 经过74LS181的计算将产生进位，即Cn+4输出0，当把计算结果输出到总线时，数据总线指示灯IDB0~IDB7将显示结果0CH。
实验2：带进位移位实验
● 按启停单元中停止按钮，实验平台停机时把进位寄存器CY清零（CY灯灭）。在本实验中使用通用寄存器作为进位发生器，按运行键，实验即进入运行状态。
把RA-IN（8芯的盒型插座）与右板上的二进制开关单元中J01相连(对应二进制开关H16~H23)，把RA-OUT（8芯的盒型插座）与数据总线上的DJ6相连。
● 把CCK、RACK连到脉冲单元的PLS1，把ERA、X0、X1、RA-O、M接入二进制拨动开关。（请按下表接线）。
| 信号定义 | 接入开关位号 |
| CCK | PLS1 孔 |
| RACK | PLS1 孔 |
| X0 | H12 孔 |
| X1 | H11 孔 |
| ERA | H10 孔 |
| RA-O | H9 孔 |
| M | H4 孔 |
接线图示：
● 二进制开关H16~H23作为数据输入，置81H（对应开关如下表）。
| H23 | H22 | H21 | H20 | H19 | H18 | H17 | H16 | 数据总线值 |
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 8位数据 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 81H |
置各控制信号如下：
| H12 | H11 | H10 | H9 | H4 |
| X0 | X1 | ERA | RA-O | M |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，把81H打入通用寄存器内。
● 此时数据总线上的指示灯IDB0~IDB7 应该显示为81H。由于通用寄存器内容不为0，所以ZD（LED）灯灭。
置各控制信号如下：
| H12 | H11 | H10 | H9 | H4 |
| X0 | X1 | ERA | RA-O | M |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
● 按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，在RACK上产生一个上升沿，使通用寄存器中的值左移。因进位寄存器CY的初始值为0，在RACK脉冲作用下将CY打入通用寄存器的最低位Q0。同时在CCK脉冲作用下把通用寄存器的最高位Q7（为1）打入进位寄存器CY，使CY显示灯亮，这样就实现了带进位的左移功能。
● 同样置各控制信号如下，并且按脉冲单元中的PLS1脉冲按键，可实现带进位的右移功能。
| H12 | H11 | H10 | H9 | H4 |
| X0 | X1 | ERA | RA-O | M |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
把M作为是否带进位的选择，M=0 带进位移位，M=1不带进位移位。控制型号X0、X1、M的功能状态如下：
功能状态表
| X1 | X0 | M | 功能 | 移位操作 |
| 0 | 1 | 1 | 循环右移 | Q7->Q6->Q5->Q4->Q3->Q2->Q1->Q0
|
| 0 | 1 | 0 | 带进位循环右移 | CY->Q7->Q6->Q5->Q4->Q3->Q2->Q1->Q0
|
| 1 | 0 | 1 | 循环左移 | Q7<-Q6<-Q5<-Q4<-Q3<-Q2<-Q1<-Q0
|
| 1 | 0 | 0 | 带进位循环左移 | CY<-Q7<-Q6<-Q5<-Q4<-Q3<-Q2<-Q1<-Q0
|
🍀四、 实验步骤
实验1 算术逻辑单元带进位的位加法运算
（1）step1：把ALU-IN、ALU-OUT分别与二进制开关单元JO1和总线DJ2相连，并把D1CK、D2CK、CCK使用连接线接到脉冲单元的PLS1上，具体接线如下表。
| 控制信号 | 接入开关位号 | |
| D1CK | PLS1 | 孔 |
| D2CK | PLS1 | 孔 |
| CCK | PLS1 | 孔 |
| EDR1 | H8 | 孔 |
| EDR2 | H7 | 孔 |
| ALU-O | H6 | 孔 |
| CN | H5 | 孔 |
| M | H4 | 孔 |
| S3 | H3 | 孔 |
| S2 | H2 | 孔 |
| S1 | H1 | 孔 |
| S0 | H0 | 孔 |
（2）step2：按停止按钮，机箱停机将CY清零，再按运行键。二进制开关H16至H23作为数据输入，置65H（对应开关如下表）。
| H23 | H22 | H21 | H20 | H19 | H18 | H17 | H16 | 数据总线值 |
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 8位数据 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 65H |
置各控制信号如下表.
| H8 | H7 | H6 | H5 | H4 | H3 | H2 | H1 | H0 |
| EDR1 | EDR2 | ALU-O | CN | M | S3 | S2 | S1 | S0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
（3）step3：按下机箱的PLS1脉冲按键，在D1CK产生上升沿，把65H打入DR1锁存器中。
二进制开关H16至H23作为数据输入，置A7H（对应开关如下表）。
| H23 | H22 | H21 | H20 | H19 | H18 | H17 | H16 | 数据总线值 |
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 8位数据 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | A7H |
置各控制信号如下表.
| H8 | H7 | H6 | H5 | H4 | H3 | H2 | H1 | H0 |
| EDR1 | EDR2 | ALU-O | CN | M | S3 | S2 | S1 | S0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
按下机箱的PLS1脉冲按键，在D1CK产生上升沿，把A7H成功打入DR2锁存器中。
置各控制信号如下表.
| H8 | H7 | H6 | H5 | H4 | H3 | H2 | H1 | H0 |
| EDR1 | EDR2 | ALU-O | CN | M | S3 | S2 | S1 | S0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
按下机箱的PLS1脉冲按键，在D1CK产生上升沿，总线指示灯IDB0至IDB7显示结果0CH。
实验2 带进位移位实验
（1）step1：将CY清零，重新按运行键使机箱处于运行状态。RA-IN、RA-OUT分别与二进制开关单元JO1和总线DJ6相连，并把RACK、CCK使用连接线接到脉冲单元的PLS1上，具体接线如下表。
| 控制信号 | 接入开关位号 | |
| CCK | PLS1 | 孔 |
| RACK | PLS1 | 孔 |
| X0 | H12 | 孔 |
| X1 | H11 | 孔 |
| ERA | H10 | 孔 |
| RA-O | H9 | 孔 |
| M | H4 | 孔 |
（2）step2：二进制开关H16至H23作为数据输入，置81H（如下表）。
| H23 | H22 | H21 | H20 | H19 | H18 | H17 | H16 | 数据总线值 |
| D7 | D6 | D5 | D4 | D3 | D2 | D1 | D0 | 8位数据 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 81H |
置各控制信号如下表.
| H12 | H11 | H10 | H9 | H4 |
| X0 | X1 | ERA | RA-O | M |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
（3）step3：按下机箱的PLS1脉冲按键，在D1CK产生上升沿，实现带进位的左移功能。
然后置各控制信号如下表.
| H12 | H11 | H10 | H9 | H4 |
| X0 | X1 | ERA | RA-O | M |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
按下机箱的PLS1脉冲按键，在D1CK产生上升沿，实现带进位的右移功能。
🌿五、 实验结果
实验1 算术逻辑单元带进位的位加法运算
实验1平台
实验1结果
实验2 带进位移位实验
实验2第一阶段平台
实验2第一阶段平台
实验2第二阶段平台
实验2第二阶段结果
🌷六、 实验体会
通过对实验操作以及结果分析，我熟悉了判零线路；掌握了在控制部分通过启停按键和运行按键以清零CY寄存器，并控制实验是否产生进位、左移或右移；熟悉了带进位控制的算术逻辑运算器的组成、硬件电路以及利用进位寄存器来实现带进位的左移、右移。
📝总结
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