一、实验目的

1、验证带进位控制的算术逻辑运算发生器74LSl8l的功能。

2、按指定数据完成几种指定的算术运算。

二、实验内容

1、实验原理

带进位控制运算器的实验原理如图2.1所示，在实验1的基础上增加进位控制部分，其中高位74LS181（U31）的进位CN4通过门UN4E、UN2C、UN3B进入UN5B的输入端D，其写入脉冲由T4和AR信号控制，T4是脉冲信号，在手动方式下进行实验时，只需将跳线器J23上T4与手动脉冲发生开关的输出端SD相连，按动手动脉冲开关，即可获得实验所需的单脉冲。AR是电平控制信号（低电平有效），可用于实现带进位控制实验。从图中可以看出，AR必须为“0”电平，D型触发器74LS74（UN5B）的时钟端CLK才有脉冲信号输入。才可以将本次运算的进位结果CY锁存到进位锁存器74LS74（UN5B）中。

2、实验接线

实验连线详细如下：

（1）J20,J21,J22,接上短路片，

（2）J24，J25，J26接左边；

（3）J27,J28 右边；

（4）J23 置右边T4选“ SD”

（5）JA5  置“接通”；

（6）JA6  置“手动”；

（7）JA3  置“接通”；

（8）JA1,JA2,JA4置“高阻”；

（9）JA8 置上面“微地址”

（10）EXJ1接BUS3

（11）CE、299B 置“1”，AR置“0”；

（12）总清开关拨在“1”电平。若总清开关拨在“0”电平，Cy清零。

3、实验步骤

（1）仔细查线无误后，接通电源。

（2）用二进制数码开关KDO～KD7向DRl和DR2 寄存器置数。

方法：关闭ALU输出三态门ALUB=1，开启输入三态门SWB=0，输入脉冲T4按手动脉冲发生按钮产生。如果选择参与操作的两个数据分别为55H、AAH，将这两个数存入DR1和DR2的具体操作步骤如下：

（3）开关ALUB=0，开启输出三态门，开关SWB=1，关闭输入三态门，同时让LDDR1=0，LDDR2=0。

（4）验证带进位运算及进位锁存功能

    这里有两种情况：

      2.原来有进位，即CY=1，进位灯亮。

此时不考虑CN的状态，再来进行带进位算术运算。同样步骤（2）参与运算的两个数为55H和AAH，当S3、S2、S1、S0、M状态为10010，此时输出数据总线显示灯上显示的数据为DRl加DR2再加当前进位标志CY，相加的结果同样为ALU=00，并且产生进位，此时按动手动脉冲开关，则进位标志灯亮，表示有进位。

（5）如果原来有进位，CY=1，进位灯亮，但需要清零进位标志时，具体操作方法如下

注：进位标志指示灯CY亮时，表示进位标志为“1”，有进位；

进位标志指示灯CY灭时，表示进位位为“0”，无进位。

三、实验电路

带进位控制运算器的实验原理电路如图2.1所示。

四、验证两种操作下带进位的运算功能的实验数据记录

① Cy=0 进位灯灭

DR1

DR2

S3 S2 S1 S0

M=0,CN=0

(带进位算术运算)

   运算结果

运算后

进位状态Cy

理论计算

结果

8CH

9FH

0  0  0  0

0  0  0  1

0  1  1  0

1  0  0  1

1  1  0  0

1  1  0  1

10001101（8DH）

10100000（A0H）

11101101（EDH）

00101100（2CH）

00011001（19H）

00101100（2CH）

0

0

0

1

1

1

10001101（8DH）

10100000（A0H）

11101101（EDH）

00101100（2CH）

00011001（19H）

00101100（2CH）

 ② Cy=1 进位灯亮

DR1

DR2

S3 S2 S1 S0

M=0, Cy=1

(带进位算术运算)

运算结果

运算后

进位状态Cy

理论计算

结果

8CH

9FH

0  0  0  0

0  0  0  1

0  1  1  0

1  0  0  1

1  1  0  0

1  1  0  1

10001101（8DH）

10100000（A0H）

11101101（EDH）

00101100（2CH）

00011001（19H）

00101100（2CH）

0

0

0

1

1

1

10001101（8DH）

10100000（A0H）

11101101（EDH）

00101100（2CH）

00011001（19H）

00101100（2CH）

五、实验结果分析及总结

1、实验结果分析

此次实验和上一个实验的接线稍微不同，置数操作相同。最后运算结果是否产生进位，需要通过按下T4脉冲，观察进位标志灯CY来判断。

第一个表是在当前进位标志为0即CY=0基础上进行的，拨动181的S0~S3，M=0,CN=0，实现的操作是运算结果自动加1，同时按下手动脉冲，观察当前是否产生进位。若产生进位，需要进行进位标志清零保证不影响下一个计算结果，因为此表需要每一个算术运算的CY=0。

第二个表是在CY=1的基础上进行的，每次运算都需要先将CY调为1后，才能拨动181的S0~S3，M=0进行后续计算，实验的操作是将结果加上当前进位标志CY。经实验，结果与理论计算一致并且两个表的实验结果相同。

2.实验总结

产生进位时，需要按动手动脉冲开关，若此时CY灯亮，则有进位。

如果不希望产生的进位对下一步操作造成影响就需要对进位标志清零。

本实验实现了用74LS181进行带进位控制的8位算数逻辑运算，在本实验课的操作当中，记得在运算操作后及时进行总清操作，不然结果基本是错的。在每次按下手动脉冲之后，结果可能会有问题，原因可能是没有进行总清。

六、思考题

1、如何在进位运算操作前对进位标志清零？

答：1. AR信号置为“0”电平，DRl寄存器中的数应小于FF。 2. S3、S2、S1、S0、M的状态置为0 0 0 0 0。 3. 按动手动脉冲发生开关，CY=0，即清进位标志。

2、在进行进位运算操作时，在何种情况下要对进位标志清零？

答：产生进位时，但又不希望产生的进位对下一步操作造成影响就需要对进位标志清零。

3、分析硬件电路说明在什么条件下，才能锁存8位运算后的进位标志？

答：AR必须为“0”电平，D型触发器74LS74（UN5B）的时钟端CLK才有脉冲信号输入。才可以将本次运算的进位结果CY锁存到进位锁存器74LS74（UN5B）中。