中南大学《计算机原理与汇编》实验报告学生姓名学号专业班级指导教师雷向东学院信息科学与工程学院完成时间 2010年12月实验2 算术逻辑运算实验一、实验目的1．掌握简单运算器的组成以及数据传送通路。

2．验证运算功能发生器（74LS181）的组合功能。

二、实验设备74LS181（两片）,74LS273(两片), 74LS245(一片),开关若干,灯泡若干,单脉冲一片。

三、实验原理实验中的运算器由两片74LS181以并/串形式构成8位字长的ALU。

运算器的输出经过一个三态门（74LS245）和数据总线相连，运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器（74LS373）锁存，锁存器的输入连至数据总线，数据开关用来给出参与运算的数据(A和B)，并经过一个三态门（74LS245）和数据显示灯相连，显示结果。

74LS181：完成加法运算。

74LS273：输入端接数据开关，输出端181。

在收到上升沿的时钟信号前181和其输出数据线之间是隔断的。

在收到上升沿信号后，其将输出端的数据将传到181，同时，作为触发器，其也将输入的数据进行保存。

因此，通过增加该芯片，可以通过顺序输入时钟信号，将不同寄存器中的数据通过同一组输出数据线传输到181芯片的不同引脚之中。

74LS245：相当于181的输出和数据显示灯泡组件之间的一个开关，在开始实验后将其打开，可以使181的运算结果输出并显示到灯泡上。

四、实验步骤及结果分析1.选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

图1 运算器实验流程图2.搭建实验流程：将已选择的组件进行连线（鼠标从一个引脚的端点拖动到另一组件的引脚端，即完成连线）。

搭建好的实验流程图如图1所示。

具体操作如下:①将74LS273芯片的0-7号引脚（数据端从低到高）及9号引脚（复位端）接到开关上，8号引脚接至单脉冲组件，左右两个74LS273芯片分别保存参与运算的数据A和B。

接着把两个74LS273组件的11-14号引脚（数据的低四位）分别接到74LS181组件（左）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A的低四位，4－7号引脚为B的低四位。

同样的，把两个74LS273组件的15－18号引脚（数据的高四位）分别接到74LS181组件（右）的0-7号引脚上，其中0－3号引脚为A 的高四位，4－7号引脚为B的高四位。

②74LS181的8-12号引脚（S0-S3、M）接到开关上控制逻辑/算术运算。

把低位的74LS181芯片（左）的13号引脚（CN端）由开关控制，高位的74LS181芯片（右）的13号引脚CN与低位的74LS181的15号进位输出相连。

③最后，把两个74LS181芯片的16-19号引脚顺序接到74LS245的0-7接口上。

74LS245芯片的8、9号引脚接开关，11―18号输出引脚（低位到高位）接灯泡，作为运算器结果的显示。

初始化各芯片的控制信号, 数据开关置上相应的数据。

3.初始化各芯片的控制信号，数据开关置上相应的数据(A置为65H，B置为A7H)。

结果如图2所示。

图2 实验连线图4.点击“运行”按钮，分别点击左右两个单脉冲组件，把参与运算的数据B和A置入两个锁存器中。

通过改变S3，S2，S1，S0，M，CN的组合来实现不同的功能，根据连接到245的灯泡显示情况，可以对输入数据和输出结果进行检验（因为当ALU的控制信号位1111时其将直接输出A，为1010时直接输出B）,74LS181的功能见表2-1， A和B分别表示参与运算的两个数，“+”表示逻辑或，“加”表示算术求和。

表2-15.通过前面的操作，我们将A置为65H，B置为A7H。

然后改变运算器的控制电平S3，S2，S1，S0，M，CN的组合，观察运算器的输出，填入表2-2中，并和理论值进行比较，验证74LS181的功能。

表2-2实验4 移位运算实验一．实验目的1.掌握移位寄存器的工作原理及其应用。

2.熟悉移位寄存器的逻辑功能及实现各种移位功能的方法。

二．实验设备74LS194组件一片，单脉冲一个,开关若干，灯泡若干三．实验原理移位寄存器是一种由触发器连接组成的同步时序电路，每个触发器的输出连到下一级触发器的数据输入，所有触发器共用一个时钟脉冲源，在时钟脉冲的作用下，存储在移位寄存器中的二进制信息，逐位左移或右移。

移位寄存器原理框图如图4所示：图4 移位寄存器原理框图在上图中，每一个方框A、B、C、D代表一位寄存器。

如果移位寄存器原状态为1000，A输入接地，每送一个CP时钟之后，数码“1”由A―D 的方向移动一位，若逐级移动，它就实现了寄存器的串行输入——串行输出的移位工作方式。

四．实验步骤及结果分析1.选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

2.搭建实验流程：将已选择的组件进行连线,搭建好的实验流程图如图5所示。

图5 移位寄存器实验流程图3. 验证74LS194双向移位寄存器的逻辑功能。

芯片引脚如下: 0－3号引脚是4个并行输入端A ～D ，4，5号是和右移输入端DSR 和左移输入端DSL ，6、7号引脚是S0、S1两个控制输入端，8号是复位端RD （低电平有效）为“异步清零”输入端，9、10号引脚分别是CP 时钟脉冲和电源信号，11－14号为QA ～QD 输出端，15号引脚是接地端。

它能实现清零、存数、移位、保持等功能。

①清零：给RD 一个低电平，则清除原寄存器中的数码，实现QA 、QB 、QC 、QD 清零。

结果如图4-1、4-2。

图4-1 当S1=S0=1，置入数据D 3D 2D 1D 0=0111 图4-2 RD=0，清除原寄存器中的数码②存数：当S1=S0=1时，CP 上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=A,QBn+1=B,QCn+1=C,QDn+1=D,移位寄存器处于“数据并行输入”状态。

结果如图4-3。

图4-3 当S1=S0=1时，RD=1，置入数据D 3D 2D 1D 0=1010，输出为Q 3Q 2Q 1Q 0=1010。

③移位：S1=0,S0=1,CP 上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=DSR,QBn+1=QAn, QCn+1=QBn,QDn+1=QCn,这时移位寄存器处在“右移”工作状态。

S1=1,S0=0,CP 上升沿到达时，触发器被置为QAn+1=QBn,QBn+1=QCn,QCn+1=QDn,QDn+1= DSL ，这时移位寄存器处在“左移”工作状态。

图4-4 当S1=S0=1时，RD=1，置入数据D 3D 2D 1D 0=1110，输出为Q 3Q 2Q 1Q 0=1110。

图4-5 S1=0,S0=1,CP上升沿到达时，移位寄存器处在“右移”工作状态。

输出为Q3Q2Q1Q=1100。

图4-6 S1=1,S0=0,CP上升沿到达时，移位寄存器处在“左移”工作状态。

输出为Q3Q2Q1Q0=0110。

④保持：当S1=S0=0时，Qin+1= Qin ，移位寄存器处在“保持”工作状态。

图4-7 当S1=S0=0时，移位寄存器处在“保持”工作状态，输出为Q 3Q 2Q 1Q 0=0110。

74LS194的真值表实验5 存储器实验一．实验目的1.掌握静态存储随机存储器RAM的工作特性。

2.掌握静态存储随机存储器RAM的读写方法。

二．实验设备74LS273组件一片，静态存储器MEMORY6116组件一片(是一个2k×8的静态存储器。

在本实验中只使用8位地址)，单脉冲一个,开关若干，灯泡若干。

三．实验原理本实验所用的静态存储器由一片6116（2K×8）构成，其数据线接至数据开关，地址线由地址锁存器（74LS373）给出。

因地址寄存器为8位，接入6116的地址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CE=0，读信号OE=0时，进行读操作，当片选CE=0，写信号WE=1时，进行写操作。

由于本实验中将OE常接地，这样，当CE=0、WE=0时进行读操作，CE=0、WE=1时进行写操作，写时间与T3脉冲宽度一致。

四．实验步骤及结果分析1.选择实验设备：根据实验原理图，将所需要的组件从组件列表中拖到实验设计流程栏中。

2.搭建实验流程：将已选择的组件进行连线, 74LS273的0―7号输入引脚（数据端）、9号引脚（复位端）分别接到开关上，8号引脚接单脉冲信号，11-18号输出引脚接到静态MEMORY的0-7号地址输入引脚。

静态MEMORY的高3位地址输入引脚8―10统一置0，由开关控制，使存储器实际容量为256个字节。

11－13号使能端（CE 、WE、OE）分别由开关控制，14-21号数据端同时接入开关和灯泡，进行读写操作，开关控制欲写入存储器的数据，灯泡用于从存储器读出数据的显示。

实验流程图如图6所示。

3.设置相应芯片的控制位.(273的9号引脚为1,6116的CE=1,WE=1,OE=0.)4.写入数据：点击运行按钮，74LS273的连接的地址数据开关作为地址输入端可以自己设置，设置完毕后，双击单脉冲信号，将地址数据输入到74LS273里面去。

因为静态MEMORY6116的11号引脚（CE端）为0，12号引脚（WE端）为0时写入数据，所以11，12号引脚置0，13号引脚（OE端）置0，静态MEMORY6116连接的开关作为数据输入端，将数据写到指定的存储器单元中去。

输入数据可以由用户自己设置。

这样就完成了存储器的写操作，重复上述过程可以完成其他地址的数据写入过程。

记录下此时写入各个单元的数据，以便进行读操作时验证。

5.读出数据：把静态MEMORY6116的11号引脚（CE端）和13号（OE端）引脚设置为0，12号引脚（WE端）置为1，然后置地址，触发脉冲，则可以从灯泡中读出相应地址中的数据。

完成读操作。

检查读的数据与刚记录的数据是否一样。

图5-1 将地址数据输入到74LS273图5-2 将数据00000101写到指定的存储器单元中读的数据与刚记录的数据00000101一样。

图5-4 置入错误地址00000101，未读出所记录数据汇编实验冒泡排序一．实验目的1.掌握冒泡排序的主要算法思想。

2.熟悉汇编语言的编程过程。

二．实验设备计算机一台（含Masm for Windows 开发环境）三、实验要求使用汇编语言，将10个有符号十进制整数，通过冒泡排序法进行排序后，将排序好的10个有符号十进制整数输出，显示在屏幕上。

四、实现方法和过程1．模块层次图2．系统结构图（1）主程序流程图（2）冒泡排序子程序流程图3．功能模块设计说明（1）main模块输入：从键盘输入十个有符号十进制整数输出：在屏幕上显示排好序的十个十进制整数功能：通过对input，bubblesort，output三个模块的调用实现将屏幕上输入的10个十进制有符号整数进行冒泡排序，然后将排好序的10个十进制有符号整数显示在屏幕上。