實驗內容

一、實驗原理

實驗中所用的運算器資料通路如下圖所示，ALU運算器由CPLD描述，運算器的輸出經過2片74LS245三態門與資料總線相連，2個運算暫存器AX、BX的資料輸入端分別由4個74LS374鎖存器鎖存，鎖存器的輸入端與資料總線相連，準雙向I/O輸入輸出埠用來給出參與運算的資料，經2片74LS245三態門與資料總線相連，

在上圖中，AXW、BXW在“搭接態”由實驗連接對應的二進制開關控制，“0”有效，通過【單拍】按鈕產生的負脈沖把總線上的資料打入，實作AXW、BXW寫入操作，

二、運算器功能編碼

ALU運算器編碼表

三、實驗連線

K23~K0置“1”，滅M23~M0控位顯示燈，然后按下表要求“搭接”部件控制電路，

實驗1：算術運算

1. 字算術運算

(1) 字寫操作

通過I/O單元“S15~S0”開關向累加器AX和暫存器BX置數，操作步驟如下：

(2) 字讀操作

關閉AX、BX寫使能，令K18=K17=“1”，按下流程分別讀AX、BX，Dbus：1122h；3344h

(3) 字加法與減法運算

令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），FUN及總線單元顯示AX+BX的結果，4466

令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），FUN及總線單元顯示AX－BX的結果，ddde

2. 位元組算術運算

(1) 偶位元組寫（置數操作）k23-k0=1

通過I/O單元“S15~S0”開關向累加器AL（L：low低位）和暫存器BL置數，具體操作步驟如下：置0022h和0044h ax和bx顯示

(2) 偶位元組讀操作（運算暫存器AL和BL內容送總線）

關閉AL、BL寫使能，令K18=K17=1，按下流程分別讀AL、BL，

(3) 位元組減法算術運算（不帶進位加）

令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0100），FUN單元顯示AL+BL的結果，0066

令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=0101），FUN單元顯示AL－BL的結果，

實驗2：邏輯運算

1. 字邏輯運算

(1) 字寫操作（置數操作）

通過I/O單元“S15~S0”開關向累加器AX和暫存器BX置數，操作步驟如下：1122,3344

(2) 字讀操作（運算暫存器AX和BX內容送總線）

關閉AX、BX寫使能，令K18=K17=“1”，按下流程分別讀AX、BX，1122,3344

(3) 字邏輯運算

令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=1101），為邏輯與，FUN及總線顯示AX邏輯與BX的結果1100，

令M S2 S1 S0（K15 K13~K11=1100），為邏輯或，FUN及總線顯示AX邏輯或BX的結果3366，

實驗3：移位運算

移位運算時把累加器A視為移位的源暫存器，也就是說移位是通過累加器A實作的，

1. 移位控制編碼

2. 移位執行程序

① 回圈左移	② 回圈右移

③ 帶進位回圈左移	④ 帶進位回圈右移

◆不帶進位回圈左移：各位按位左移，最高位移入最低位，

◆不帶進位回圈右移：各位按位右移，最低位移入最高位，

◆帶進位回圈左移：各位按位左移，最高位移入CY中，CY中內容移入最低位，

◆帶進位回圈右移：各位按位右移，最低位移入CY中，CY中內容移入最高位，

◆回圈移位一般用于實作回圈式控制、高低位元組的互換，還可以用于實作多倍字長資料的算術移位或邏輯移位，

3. 字移位運算k23-k0全置1

(1) 向AX暫存器置數

撥動“I/O輸入輸出單元”開關向移位源暫存器AX置數，具體操作步驟如下：

(2) AX暫存器移位

令M=0 S1=1參照表2.3.2改變S2、S0的狀態，再按動【單拍】按鈕，觀察AX移位變化，

0080-0040-0020-0010-0008-0004-0002-0001-8000-4000-2000-1000-0800-0400-0200-0100-0080

4. 位元組移位運算

(1) AL暫存器置數

撥動“I/O輸入輸出單元”開關向移位源暫存器AL置數，具體操作步驟如下：

(2) AL暫存器移位

令M=0 S1=1參照表2.3.2改變S2、S0的狀態，再按動【單拍】按鈕，觀察AL移位變化，

實驗題

1、將0008H寫入AH暫存器，然后完成AH暫存器移位運算

2、在給定AX=6655h、BX=AA77h的情況下，改變運算器的功能設定，觀察運算器的輸出，填入下頁表格中，并和理論分析進行比較、驗證，

實驗4：進位控制與零標志

1. 標志控制原理

(1) 進位標志CY

運算標志CY是帶復位可預置的進位標志，在運算時由M信號控制，當M=0時，按【單拍】按鈕，在DRCK上升沿把當前運算溢位位（進位或借位）打入CY的鎖存輸出端Q2，在M=1時，由CN位控制CY的“位操作”，當CN=0時，按【單拍】按鈕，在DRCK上升沿執行CY的置“1”、清零、取反操作；遇M=1、CN=1時，CY保持原始狀態，CY的復位端由CPU直接控制管理，

(2) 零標志Z

零標志Z是帶復位端的運算結果判零標志，取源于運算器輸出FUN，當FUN=00h時，zd為“1”，反之為“0”，；零標志由M信號控制，當M=0時，按【單拍】按鈕，在DRCK上升沿把當前zd打入Z（零標志）的鎖存輸出端Q1，遇M=1，零標志Z保持原始狀態，

(3) 標志位的初始化

標志位的清零端由系統掌控與控位無關，在手動實驗中需要清標志時，通過按動【回傳】鍵來實作標志位的初始化，
系統提供CY與Z的狀態燈，其顯示特征為：進位標志CY=1時，燈“亮”，反之燈“滅”；零標志Z=1時，燈“亮”，反之燈“滅”，

2. 實驗連線