一、实验目的
1.掌握算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理。
2.熟悉简单运算器的数据传送通路。
3.验证实验台运算器的8位加、减、与、直通功能。
4.验证实验台的4位乘4位功能。
5.按给定数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。
二、实验电路
图1.1 运算器数据通路实验电路图
三、实验接线
本实验共接线12根:
ALU_BUS接K1
S2接K2
S1接K3
S0接K4
LDDR1接K5
LDDR2接K6
M1接+5V
M2接+5V
SW_BUS接K0
RS_BUS#接+5V
LRW接地
IAR_BUS#接+5V
四、实验过程
- 置开关DB = 0，DZ = 0，DP = 1，使实验系统处于单拍状态。
- 合上实验台电源。按复位按钮CLR#，使实验系统处于初始状态。
- 分别往两个操作数寄存器（DR1和DR2）中存数：
K0（SW_BUS#）=0，K5（LDDR1）=1，K6（LDDR1）=0，置开关SW7—SW0为01010101B，按下QD，此时已将数01010101B存入DR1中。
K0（SW_BUS#）=0，K5（LDDR1）=0，K6（LDDR1）=1，置开关SW7—SW0为10101010B，按下QD，此时已将数10101010B存入DR2中。 - 接下来控制K2,K3,K4来选择运算器运算的类型：
K1(ALU_BUS)=1,K2(S2)=0,K3(S1)=0,K4(S0)=0，也就是DR1加上DR2，观察D0-D7与C灯亮灯情况，从而读出计算结果与是否借位或者进位。
K1(ALU_BUS)=1,K2(S2)=0,K3(S1)=1,K4(S0)=1，也就是DR2减去DR1，观察D0-D7与C灯亮灯情况，从而读出计算结果与是否借位或者进位。 - 按复位按钮CLR#，清除DR1与DR2中的数据，使实验系统处于初始状态。，再次重复以上基本步骤，完成其他实验数据的验证。
五、实验数据
表1.2 DR1，DR2设置值检查
| ALU_BUS | SW_BUS# | 寄存器内容 | S2 S1 S0 | DBUS |
| 1 | 1 | DR1（01010101）、DR2（10101010） | 000 | 0000 0000 |
| 1 | 1 | DR1（01010101）、DR2（10101010） | 011 | 0101 0101 |
| 第一组数 | S2 | S1 | S0 | DBUS | C | |
| DR1=0110 0011 DR2=1011 0100 | 0 | 0 | 0 | 与 | 0010 0000 | |
| 0 | 0 | 1 | 直 | 1011 0100 | ||
| 0 | 1 | 0 | 加 | 0001 0111 | 1 | |
| 0 | 1 | 1 | 减 | 0101 0001 | 0 | |
| 1 | 0 | 0 | 乘 | 0000 1100 | ||
| 第二组数 | S2 | S1 | S0 | DBUS | C | |
| DR1=1011 0100 DR2=0110 0011 | 0 | 0 | 0 | 与 | 0010 0000 | |
| 0 | 0 | 1 | 直 | 0110 0011 | ||
| 0 | 1 | 0 | 加 | 0001 0111 | 1 | |
| 0 | 1 | 1 | 减 | 1010 1111 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 乘 | 0000 1100 | ||
| 第三组数 | S2 | S1 | S0 | DBUS | C | |
| DR1=01100011B DR2=01100011B | 0 | 0 | 0 | 与 | 0110 0011 | |
| 0 | 0 | 1 | 直 | 0110 0011 | ||
| 0 | 1 | 0 | 加 | 1100 1100 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | 减 | 0000 0000 | 0 | |
| 1 | 0 | 0 | 乘 | 0000 1001 | ||
| 第四组数 | S2 | S1 | S0 | DBUS | C | |
| DR1=01001100B DR2=10110011B | 0 | 0 | 0 | 与 | 0000 0000 | |
| 0 | 0 | 1 | 直 | 1011 0011 | ||
| 0 | 1 | 0 | 加 | 1111 1111 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | 减 | 0110 0111 | 0 | |
| 1 | 0 | 0 | 乘 | 0010 0100 | ||
| 第五组数 | S2 | S1 | S0 | DBUS | C | |
| DR1=11111111B DR2=11111111B | 0 | 0 | 0 | 与 | 1111 1111 | |
| 0 | 0 | 1 | 直 | 1111 1111 | ||
| 0 | 1 | 0 | 加 | 1111 1110 | 1 | |
| 0 | 1 | 1 | 减 | 0000 0000 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | 乘 | 1110 0001 |
六、思考题
M1、M2控制信号的作用是什么？改变M1、M2的高低电平，重复第2步，观察出现什么问题？
M1=1时，DR1选择D1-A1作为数据输入端；M1=0时，DR1选择D0-A0作为数据输入端。
在DR1中：当M1=0且LDDR1=1时，在T3的下降沿，DR1接收来自寄存器堆B端口的数据；当M1=1且LDDR1=1时，在T3的下降沿，DR1接收来自数据总线DBUS的数据
在DR2中：当M2=0且LDDR2=1时，在T3的下降沿，DR2接收来自寄存器堆A端口的数据；当M2=1且LDDR2=1时，在T3的下降沿，DR2接收来自数据总线DBUS的数据。
七、实验总结
通过本次实验首先了解了TEC-4这个实验系统，他是由控制台、数据通路、控制器、用户自选器件试验区、时序电路、电源部分六部分组成，初步的了解了这个实验箱。本次实验了解到了简单运算器的数据线路是如何连接的，与数据是如何传输的，进一步认识到了算术逻辑运算加、减、乘、与的工作原理，这对我计算机组成原理的学习有了很大的帮助。同时，通过本实验的连线环节，与操作环节也锻炼了我们的动手操作能力。
通过具体观察本实验箱的线路设计，有许多的控制功能的线路，比如SW_BUS#、ALU_BUS等控制线路，当我们在编程序是也可以运用到一些控制的变量，这样可以提高我们程序的稳定性与多样性。
