АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА

Арифметико-логические устройства (АЛУ) – это спец микросхемы, выполняющие в согласовании с программкой на входах арифметические и логические преобразования двоичной инфы. По сопоставлению с микросхемами, работающими по жесткой, наперед данной программке, АЛУ представляют собой устройства более высочайшего класса. В микропроцессорной технике АЛУ являются базисными элементами. Они употребляются в купе с АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА регистрами сдвига, оперативными запоминающими устройствами и другими узлами. АЛУ дороже обычных микросхем, но благодаря универсальным свойствам применение их в аппаратуре в почти всех случаях оказывается оправданным. Микросхемы АЛУ, принадлежащие к различным видам логик, а именно к ТТЛ-типа К155ИП3 и КМОП-типа 564ИП3, функционально почти во всем совпадают, в том числе АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА и по разводке выводов. Дальше рассматриваться будет только микросхема К155ИП3 (смотри макет).

Микросхема К155ИП3 создана для действий с 2-мя четырехразрядными двоичными словами А = A3, A2, A1, A0 и B = B3, B2, B1, B0. Определенный вид операции выполняемой микросхемой, задается пятиразрядным кодом на входах M, S3, S2, S АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА1, S0. Всего это АЛУ способно выполнить 25 = 32 операции: 16 логических при М = 1 (И, И-НЕ, Либо, ИЛИ-НЕ, исключающее Либо и др.) и 16 арифметико-логических при М = 0 (сложение, вычитание, сопоставление чисел и прочее).

На выходах F0, F1, F2, F3 формируются результаты логических преобразований и арифметических действий. На выходе переноса С4 появляется АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА сигнал старшего (5-ого) разряда при выполнении арифметических операций и логических действий. Дополнительные выходы – образования ускоренного переноса G и распространения ускоренного переноса Р употребляются только при организации многоразрядных АЛУ в купе с блоком ускоренного переноса К155ИП4.

Слова А и В, подлежащие обработке, могут быть представлены в положительной либо АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА в отрицательной логике. Таблицы истинности для каждого варианта логики различны.

В данной работе употребляется только положительная логика. Таблица истинности для этого варианта приведена ниже.

Практические задания

1. Записать по указанию педагога два четырехзначных двоичных числа А и В.

2. На действующем макете АЛУ убедиться в согласовании его работы таблице истинности. Для этого нужно АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА поначалу на бумаге для пары чисел А и В, данных педагогом, произвести те арифметико-логические преобразования, которые указаны в таблице истинности. Заполнить таблицу результатов, приведенную ниже. В ней заместо F3, F2, F1, F0 должны стоять определенные двоичные числа.

Таблица результатов

№ п/п S3 S2 S1 S0 M = 1 M АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА = 0
F3 F2 F1 F0 F3 F2 F1 F0
F3 F2 F1 F0 F3 F2 F1 F0

Числа A и B (либо, по другому говоря, слова) вводятся в АЛУ при помощи соответственных тумблеров. Все вероятные операции с этими числами выполняются на макете АЛУ методом набора кодов операций на входах S3, S2, S АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА1, S0. Светящаяся лампочка обозначает единицу, не светящаяся – нуль. Результаты, приобретенные на бумаге и на макете должны совпадать.

В режиме С = 1; М = 0; S3, S2, S1, S0 = 0110 АЛУ работает (не считая выполнения операции А-В-1; см. таблицу) как цифровой компаратор, т. е. устройство, которое выдает сигнал при равенстве АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА 2-ух чисел. Индикация равенства чисел А и В происходит на выходе, обозначенном А = B, на котором возникает логическая единица (светящаяся лампочка).

Короткая сводка правил логических операций
с двоичными числами

Зададимся 2-мя случайными четырехразрядными двоичными числами: А = 0111 и В = 0011.

1. Логическое сложение («ИЛИ», дизъюнкция)

Таблица истинности для 2-ух аргументов будет смотреться так:

X1 X2 Y

Логическая операция АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА обозначается так: . Все деяния комфортно делать столбиком:

В Булевой алгебре аргументы и функции могут быть только одноразрядными, потому договорились, что для логического сложения многоразрядных чисел нужно произвести операцию «ИЛИ» в каждом разряде чисел раздельно. Переносов в старший разряд нет. Это правило относится ко всем логическим операциям.

2. Логическое умножение («И», конъюнкция)

Таблица АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА истинности для 2-ух аргументов будет смотреться так:

X1 X2 Y

Логическая операция обозначается так: .

Для этой операции необходимо поразрядно произвести операцию «И»:

3. Логическая операция «исключающее ИЛИ»

Таблица истинности для 2-ух аргументов будет смотреться так:

X1 X2 Y

Логическая операция обозначается так: X1Å X2

4. Арифметическая операция сложения

Таблица истинности для 2-ух аргументов АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА будет смотреться так:

А В C2 C1

Эта операция обозначается так: А + В = С

Тут С1 – младший разряд ответа, С2 – старший разряд ответа.

В отличие от Булевой алгебры, в математике переносы в старший разряд не запрещены, а в случае переполнения разряда – должны быть.

Контрольные вопросы

1. К каким схемам, комбинационным АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА либо последовательностным, относятся схемы АЛУ?

2. Что такое дополнительный код двоичного числа? Как он употребляется в двоичной математике?

3. Какое двоичное число больше: 001 111 101 либо 010 010 011?

4. Что такое цифровой компаратор? Приведите пример его внедрения в технике.


Таблица истинности АЛУ К155 ИП3

Положительная логика (C = 1)

S3, S2, S1, S0 Логические операции M = 1 Арифметико-логические операции АРИФМЕТИКО-ЛОГИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА M = 0
лог. 0 лог. 1
лог. 1


Работа 7


art-terapiya-unikalnaya-metodika-marii-drezninoj-rossijskaya-blagotvoritelnost-v-zerkale-smi.html
arta-antoniu-1951-gr-ezhekvartalnij-otchet-otkritoe-akcionernoe-obshestvo-vimpel-kommunikacii-ukazivaetsya.html
artefakti-v-psihologii.html