1、計算機體系結構實驗報告實驗序號：04 實驗項目名稱：進位控制與移位運算實驗 學號姓名專業、班實驗地點文波332指導教師楊光時間一、實驗目的（1）了解帶進位控制的運算器的組成結構。（2）驗證帶進位控制的運算器的功能。（3）了解移位發生器74LS299 的功能。（4）驗證移位控制電路的組合功能。二、實驗原理1. 如圖所示為進位鎖存及其顯示電路。運算器最高位進位輸出C(n+4)連接到一個鎖存器（用74LS74 實現）的輸入端D,鎖存器控制端的控制信號AR 必須置為低電平，當T4脈沖到來時，進位結果就被鎖存到進位鎖存器中了，發光二極管這時顯示為“滅”。同時也將本次的進位輸出結果帶進了下次的運算中，作為

2、下次運算的進位輸入。2.如圖所示為移位控制電路。其中使用了一片74LS299 作為移位發生器，其8 位輸入輸出端可連接至內部總線。74LS299 移位器的片選控制信號為299-B，在低電平時有效。T4 為其控制脈沖信號，由“W/R UNIT”單元中的T4 接至“STATE UNIT”單元中的單脈沖發生器KK2上而產生，S0、S1、M 作為移位控制信號，此移位控制邏輯功能如表2.2-2 所示。三、實驗內容與步驟1. （1）按圖2.2-4 連接實驗電路并檢查無誤。（2）打開電源開關。（3）用輸入開關向暫存器DR1 和DR2 置數,方法同前。（4）關閉數據輸入三態門（SW-B=1），打開ALU 輸出

3、三態門（ALU-B=0），并使LDDR1=0、LDDR2=0，關閉寄存器輸入控制門。（5）對進位標志清零。實驗系統上“SWITCH UNIT”單元中的CLR 開關為標志CY、ZI 的清零開關，它為零狀態時是清零狀態，所以將此開關做101 操作，即可使標志位清零。注意：進位標志指示燈CY 亮時表示進位標志為“”，無進位；標志指示燈CY 滅時表示進位為“”，有進位。（6）驗證帶進位運算及進位鎖存功能。使Cn=1，AR=0,進行帶進位算術運算。例如，做加法運算，使ALU-B=0，S3 S2 S1 S0 M 的狀態為1、0、0、1、0，此時數據總線上顯示的數據為DR1加DR2加當前進位標志的和，但這時

4、的進位狀態位還沒有輸入進位鎖存器中，它是要靠T4 節拍來輸入的。這個結果是否有進位產生，則要按動微動開關KK2，若進位標志燈亮，則無進位，反之則有進位。因為做加法運算時數據總線一直顯示的數據為DR1+DR2+CY，所以當有進位輸入到進位鎖存器時，總線顯示的數據將為加上當前進位鎖存器中鎖存的進位的結果。2. （1）按圖2.2-6 連接實驗電路并檢查無誤。（2）打開電源開關。（3）向移位寄存器置數。撥動輸入開關形成二進制數01101011（或其他數值）。使SWITCH UNIT 單元中的開關SW-B=0，打開數據輸入三態門。使S0=1、S1=1，并按動微動開關KK2，則將二進制數01101011

5、置入了移位寄存器。使SW-B=1，關閉數據輸入三態門。（4）移位運算操作。參照表2.2-2 中的內容，先將S1、S0 置為0、0，檢查移位寄存器單元裝入的數是否正確，然后通過改變S0、S1、M、299-B 的狀態，并按動微動開關KK2，觀察移位結果。四、實驗結果1.按照實驗要求操作，用輸入開關向暫存器DR1 和DR2 中分別置數10101010和11100110，二者做加法運算，顯示的數值為10010000且CY燈滅，產生進位1。與直接結果相符合，驗證實驗。2.按照實驗要求操作，撥動輸入開關形成二進制數01010101，進行移位操作。每次結果與實際移位相同，驗證實驗。五、分析與討論 通過這次實驗，我基本了解了帶進位控制的運算器的組成結構；知道了帶進位控制的運算器的功能；深入了解了移位發生器74LS299 的功能；成功驗證了移位控制電路的組合功能。在這次實驗中，由前一次實驗經驗所得，我們很快的上手開始按圖連線，再用唐都軟件進行測試，串口連接成功。于是開始按步驟進行實驗，在操作了一些步驟后，我跟組員發現結果并不正確，進位指示燈并沒有發生變化。進一步檢查發現是沒有對CLR 開關進行清零操作，導致結果錯誤。在重新開始的實驗中，我們注意到了一些小的關鍵的操作步驟，最終成功的看到了實驗結果，