代码收藏家 计算机组成原理实验 实验二 移位运算器实验
目录
实验2 移位运算器实验
一、实验目的
1.理解移位发生器74LS299的工作原理及其功能表。
2.掌握移位控制运算的原理。
3.验证移位控制器的组合功能。
二、实验原理
1.移位运算实验原理如图所示，使用了一片74LS299(U34)作为移位发生器，其八位输入/输出端引到8芯排座ALUO2，在实验时用8芯排线连至数据总线插座BUS4。299B`信号由开关299B提供，控制其使能端，T4为其时钟脉冲，手动方式实验时将T4与手动脉发生器输出端SD相连，即J23跳线器上T4连SD。
74LS299芯片：
(1)芯片功能：
74LS299芯片是一个8位通用移位/存储寄存器，具有3态输出。四种操作模式：保持（存储）、左移、右移和加载数据。并行负载输入和触发器输出被多路复用，以减少封装管脚的总数。单独的输出Q0和Q7可以轻松级联。单独的低电平主复位用于复位寄存器。
(2)芯片引脚：
CLK: 时钟脉冲输入端（有效上升沿）
D0(DS0):左移的串行数据输入
D7(DS7):右移的串行数据输入
S1,S0:模式选择输入端
(MR)`:异步主复位输入端（低电平有效）
(OE1)`,(OE2)`:三态门输入输出端（低电平有效）
I/O0~I/O7: 并行数据输入或三态并行输出
Q0,Q7: 串行输出
(3)芯片功能表：
|
299B |
S1 |
S0 |
M |
功 能 |
|
0 |
0 |
0 |
任意 |
保持 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
循环右移: DS7→I/O7…I/O0 (Q0)→AQ0→DS7 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
带进位循环右移: DS7→I/O7…I/O0(Q0)→AQ0→CY→DS7 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
循环左移: DS0←AQ7←I/O7(Q7)…I/O0← DS0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
带进位循环左移: DS0←CY←AQ7←I/O7(Q7)…I/O0← DS0 |
|
任意 |
1 |
1 |
任意 |
装数 |
三、实验电路
1、实验接线图
⑴ ALUO2连BUS4；⑵ EXJ1连BUS3；⑶ SJ2连UJ2；
⑷ 跳线器ALUB、299B、SWB拨在左边(手动位置)，且开关ALUB拨在1电平，299B拨在0电平。
⑸ 跳线器J23上T4连SD；
2、实验原理图
四、实验步骤
1、连接实验线路，仔细查线无误后接通电源。
2、置数(写入学号后两位05H)，具体步骤如下：
3、移位，参照上表改变S0、 S1、 M、 299B 的状态，按动手动脉冲开关以产生时钟脉冲T4，观察移位结果。
五、实验数据分析
移位寄存器初始数据为：05H, 299B S1 S0 M=0 0 1 0 循环左移
第1次按动手动脉冲开关，移位寄存器数据为：00001010
第2次按动手动脉冲开关，移位寄存器数据为：00010100
第3次按动手动脉冲开关，移位寄存器数据为：00101000
第4次按动手动脉冲开关，移位寄存器数据为：01010000
实验结果记录表
|
移位前的值 |
功能选择 |
移4位后的值 |
移8位后的值 |
||||
|
74LS299 |
cy |
299B S1 S0 M |
操作 |
74LS299 |
cy |
74LS299 |
cy |
|
05H
|
0 |
0 0 1 0 |
循环左移 |
50H
|
0 |
05H
|
0 |
|
0 |
0 0 1 1 |
带进位循环左移 |
0 |
1 |
|||
|
0 |
0 1 0 0 |
循环右移 |
0 |
0 |
|||
|
0 |
0 1 0 1 |
带进位循环右移 |
0 |
0 |
|||
六、思考题
1. 你认为移位寄存器在计算机中有什么用途？举两个例子说明。
移位寄存器可以构成计数器，顺序脉冲发生器，串行累加器，串并转换，并串转换等。
①其中把移位寄存器的末级触发器的Q输出反馈到它的串行输入端，就可以构成环形计数器。
②串行/并行转换是指串行输入的数据，经过转换电路之后变成并行数据输出，电路中S0端接高电平1，S1受Q7控制，两片寄存器连接成串行输入右移工作方式。Q7是转换结束标志。当Q7=1时，S1为0，使之成为S1S0=01的串入右移工作方式。当Q7=0时，S1为1，且有S1S0=11，表示串行送数结束，标志着串行输入数据已转换成为并行输出数据。
2. 根据电路的原理图，分析带进位循环左移时，数据的详细传输路径。
Ds0←CY←AQ7←I/O7(Q7)←I/O6(Q6)←I/O5(Q5)←I/O4(Q4)←I/O3(Q3)←I/O2(Q2)←I/O1(Q1)←I/O0(Q0)←Ds0
3. 根据电路的原理图，分析循环右移时，数据的详细传输路径。
Ds7→I/O7(Q7)→I/O6(Q6)→I/O5(Q5)→I/O4(Q4)→I/O3(Q3)→I/O2(Q2)→I/O1(Q1)→I/O0(Q0)→AQ0→Ds7
