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選用兩片74181，設(shè)計8位ALU電路。
按照實驗要求設(shè)計簡單ALU，能執(zhí)行8種操作，分別為：
1）加、減、增1、減1等4種8位算術(shù)運算；
2）與、或、非、異或等4種8位邏輯運算。
一、實驗原理
74181是4位的算邏單元，其中紅色的標(biāo)示為輸入信號；
綠色的標(biāo)示為輸出信號；
其中A/B為兩個輸入的操作數(shù)據(jù)；
F為輸出的結(jié)果；
S為ALU功能選擇線：包括各種算術(shù)元算和邏輯運算等；
Cn為低位向他的進(jìn)位，Cn+4為他向高位的進(jìn)位；
G為進(jìn)位產(chǎn)生函數(shù)；
P為進(jìn)位傳遞函數(shù)；
A=B為指示A與B相等的輸出信號。
將兩個74181進(jìn)行組合，由8個撥碼開關(guān)給定數(shù)據(jù)a和數(shù)據(jù)b，實現(xiàn)a，b兩個8位代碼數(shù)字的輸入。撥碼開關(guān)用來設(shè)置當(dāng)前ALU的運算功能，作為進(jìn)行算術(shù)運算或邏輯運算的控制，進(jìn)行加、減、增1、減1等4種8位算術(shù)運算，與、或、非、異或等4種8位邏輯運算，在輸出端輸出結(jié)果result，用8個LED指示燈D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7表示，若LED指示燈不亮表示0，若LED指示燈發(fā)光表示1，組成8位代碼結(jié)果。
二、實驗步驟
1.安裝使用proteus軟件，創(chuàng)建一個新工程
2.放置元器件
3.根據(jù)實驗原理設(shè)計，并連接電路
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撥碼開關(guān)用來設(shè)置當(dāng)前ALU的運算功能，作為進(jìn)行算術(shù)運算或邏輯運算的控制。
由8個撥碼開關(guān)給定數(shù)據(jù)a和數(shù)據(jù)b，將一個數(shù)字a的8位代碼(8位信號位)送入ALU電路，再將另一個數(shù)字b的8位代碼(8位信號位)送入ALU電路。
LED指示燈D0,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7表示計算結(jié)果result，若LED指示燈不亮表示0，若LED指示燈發(fā)光表示1，組成8位代碼結(jié)果。
三、實驗結(jié)果
（1）算術(shù)運算
做加法：輸入a = 00000011，b = 01000011，result = 01000110。輸入a = 01111111，b = 01111111，result = 11111110
做減法，其實就是將b取反再+1，然后參與到加法運算中。
做自加1運算，輸入a = 00000001，result = 00000010。
做自減1運算，輸入 a = 00000001，result = 00000000
（2）邏輯運算
“與”門運算，輸入a = 00001111，b = 11000011，result = 00000011。
“或”門運算，輸入a = 11110000，b = 00001111 ，result = 11111111。
“異或”門運算，輸入a = 11001100，b = 10101010，result =01100110。
“非”門運算，輸入a = 10010110，result = 01101001
四、實驗結(jié)論
兩片74181，組合設(shè)計成8位ALU電路，通過調(diào)節(jié)，能執(zhí)行8種操作，加、減、增1、減1等4種8位算術(shù)運算，與、或、非、異或等4種8位邏輯運算。而且能夠通過LED指示燈的信號實現(xiàn)結(jié)果準(zhǔn)確輸出。
五、討論和分析
將理論知識學(xué)習(xí)理解，然后在實驗中加以運用。要想將抽象的概念用實驗設(shè)計出來，還需要對實驗的元件充分了解，達(dá)到功能的實現(xiàn)。撥碼開關(guān)能夠很好地進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入，而LED指示燈可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出，邏輯運算的元件用來進(jìn)行運算。
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