Теоретичні відомості. 1. Основні поняття

1. Основні поняття

Арифметико-логічний пристрій призначений для виконання арифметичних і логічних операцій над однорозрядними операндами залежно від кодів, що подаються на керуючі входи.

В обчислювальних пристроях АЛУ є базовим вузлом і працює в сполученні з ОЗУ, регістрами зрушення, регістрами загального призначення й ін. Мікросхеми АЛУ, що належать до різних видів логік, функціонально багато в чому збігаються. Так у Ттл-логіці це мікросхема ДО155ИП3, у К-моп-логіці мікросхема 564ИП3. Аналогом мікросхеми ДО155ИП3 у програмі EWB є мікросхема 74181. Вона являє собою чотирьохрозрядне АЛУ.

АЛУ працює в режимі виконання логічних операцій при значенні керуючого сигналу М=1 й у режимі виконання арифметичних операцій при значенні керуючого сигналу

М=0.

У наведеній таблиці втримуються виконувані логічні й арифметичні операції залежно від кодової комбінації на керуючих входах S0, S1,S2, S3.

S3	S2	S1	S0	Логічна функція М=1	Арифметико-логічна функція М=0, С'=1 (вхідний перенос відсутній)
				А'	A або А+1 (вх. перенос)
				(A+B)'	A+B або A+B+1
				A' B	A+B' або (A+B')+1
					-1 або 0 при переносі
				(AB)'	A+AB' або (A+AB')+1
				B'	(A+B)+AB' або ((A+B)+AB')+1
				A EB викл. АБО	A-B-1 або A-B
				AB'	AB'-1 або AB'
				A'+B	A+AB або A+B+1
				(A+B)'	A+B або A+B+1
				B	(A+B')+ABили (A+B')+AB+1
				AB	AB-1 або AB
					A+A або A+A+1
				A+B'	(A+B)+A або (A+B)+A
				A+B	(A+B')+A або (A+B')+A+1
				A	A-1 або A

2. Використовувані елементи EWB.

На панелі Digital ICs вибирається схема із множини 741хх

Під номером 74181 - Чотирьохрозрядне АЛУ.

Завдання для студентів

2.1. Підготувати мікросхему АЛУ на робочому столі.

2.2. Підготувати 4 перемикачі для завдання режимів керування. Сигнали S подаються на входи S0.....S3 АЛУ.

2.3. Ще один перемикач використається для завдання режиму М. І в тім й іншому випадку логічна 1 подається від 5V джерела постійної напруги, логічний 0 від заземлення.

2.4. Шостий перемикач здійснює роль вхідного переносу й підключається в такий же спосіб до входу CN.

2.5. Значення чотирьох розрядних операндів А и В задаються за допомогою генератора слова й у шістнадцядковому коді відображаються на алфавітно-цифрових індикаторах і приєднуються до входів А0....А3 й В0.....В3.

2.6.
На виходах F0....F3 формується результат операції АЛУ. Для відображення результату до виходів F0....F3 приєднується алфавітно-цифровий індикатор.

2.7. До виходу VCC приєднати джерело 5V.

2.8. До входу GND приєднати заземлення.

2.9. При коді 1111 на виходах F і при рівності операндів вихід А=У переводиться в одиничний стан. Оскільки цей вихід являє собою каскад з відкритим колектором, то на нього подається живлення +5 вольт через резистор 1. Вихід А=У разом з виходом переносу CN+4 і виходом Р підтвердження переносу використаються для формування ознак А>B й A<B c допомогою додаткових логічних елементів АБО-НІ й НЕ.

2.10. Змінюючи стан сигналів на керуючих входах по наведеній таблиці, можна промоделювати більшість функцій АЛУ, використовуваних у мікропроцесорах.

2.11. Проведіть моделювання перерахованих у таблиці режимів роботи АЛУ (за вказівкою викладача).

3. Дати відповідь на контрольні питання.

3. Контрольні питання

1. Призначення входу переносу в АЛУ.

2. Чим відрізняються логічні операції від арифметичних операцій?

3. Як можна виконати операцію інкременту?

Дата добавления: 2015-07-11