”前面的文章介紹邏輯算術運算芯片(SN74181)實現(xiàn)4位的邏輯和算術運算，用兩個芯片級連實現(xiàn)8位運算。目標是逐步實現(xiàn)一個簡單的8位CPU的芯片邏輯”

01實驗內(nèi)容

1.1 實驗內(nèi)容

研究邏輯算術芯片SN74181的進位原理，用兩個芯片級連實現(xiàn)8位的ALU（algorithm logic unit / 計算邏輯單元）。希望從現(xiàn)在開始能夠逐步實現(xiàn)一個最最簡單的8位CPU邏輯，具有8位的ALU是第一步。

1.2 知識點

計算機能夠進行復雜的計算，其核心就是基本的邏輯運算（與、或、非等）和算術計算（加法等）。

02實驗準備

2.1 實驗器材

要完成本次實驗，我們需要如下的元器件。

• 2個SN74181芯片
• 8個數(shù)碼管
• 面包板（可選，沒有面包板，需要把元器件直接連接，容易出問題）
• 樹莓派GPIO擴展組件（可選，建議選擇）

2.2 元器件解釋

SN74181芯片：

接前一篇,級聯(lián)的關鍵

2.3 芯片級聯(lián)的工作原理

關鍵是將低4位芯片的Cn+4針腳連接高4位芯片的Cn針腳（如圖2），觀察SN7481芯片的邏輯(如圖1)，低4位的Cn+4輸出作為高4位芯片的Cn輸入

低4位芯片設置M=H Cn=H進行算術運算，當無需進位時Cn+4 = H，則高4位芯片進行如圖1的“Cn=H"的操作。當?shù)?位計算之后需要進位的時候，Cn+4 = L，則高4位芯片進行如圖1的“Cn=L”的操作，實現(xiàn)高4位+1操作。如此完成8位的算術運算。

圖1 SN74181芯片運算邏輯圖

03實驗過程

3.1 接線

圖2 SN74181芯片級聯(lián)成8位ALU電路圖

說明：

1、通過開關選擇兩種模式可以測試芯片，開關全部置4，由樹莓派GPIO控制針腳電壓；開關置2表示給連接針腳高電壓；開關置3表示給連接針腳低電壓

2、圖中紅色線為關鍵的連接線

3、請按照上圖進行實際的連線，樹莓派代碼也按照上圖針腳設置

3.2 實驗步驟

3.3 實驗代碼

04實驗展示

演示程序采用樹莓派編程的方式控制輸入，采用8位數(shù)碼管作為輸出；