70830

Функции реализуемые АЛУ

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изучить назначение и состав узла АЛУ на примере ИМС К155ИПЗ и К 561 ИПЗ. В состав различных серий микросхем лежащих в основе МП входят стандартные узлы арифметическо-логических устройств АЛУ например К 155 ИПЗ К 561 ИПЗ. Кроме того имеются вход Р0 и выход Р сигналов переноса...

Русский

2014-10-27

112 KB

1 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

Функции реализуемые АЛУ

Цель работы: 

1. Изучить назначение и состав узла АЛУ на примере ИМС К155ИПЗ и К 561 ИПЗ.

2. Изучить состав логических арифметическо – логических  операций

3. Познакомиться с принципами замены операции вычитания операцией сложения.

В состав различных серий микросхем, лежащих в основе МП входят стандартные узлы арифметическо-логических устройств (АЛУ), например, К 155 ИПЗ, К 561 ИПЗ.

Эти ИМС предназначены для действий с двумя четырехразрядными двоичными словами А и В. Результат выполнения логических преобразований и арифметических действий поступает в виде четырехразрядного слова на выходы F.. Кроме того, имеются вход Р0 и выход Р сигналов переноса, отдельный выход признака равенства данных А=В и выходы переменных G0 и G1, используемые для наращивания разрядности АЛУ при объединении нескольких микросхем. Для облегчения наращивания разрядности оба сигнала переноса Р0 и Р инверсные по отношению к входным сигналам А и В, т.е. когда А и В задаются в положительной логике, сигнал переноса отвечает низкий уровень напряжения.

В зависимости от набора управляющих сигналов S микросхема выполняет одну из логических (при S4=1) или арифметическо-логических операций (при S4=0). При этом логические операции выполняются поразрядно над каждой парой одноименных разрядов входных слов (входы и выходы переноса отключаются), а арифметические - над четырехразрядными словами с учетом сигнала.

Таблица 1

Обозначения:  

V - логическое сложение:

*    логическое умножение;

сложение по модулю 2

-   арифметическое вычитание

 F=A+A - сдвиг влево на один разряд

+   арифметическое сложение

При S4=0 АЛУ настраивается на выполнение логическо-арифметических операций. Порядок действий при этом такой, что сначала производятся  необходимые логические  преобразования  над входными словами (при этом переносы не учитываются), а затем -арифметические действия сложения и вычитания с учетом переноса Р0.

Операция сложения выполняется АЛУ, настроенным управляющими сигналами S4,..., S0 на работу в качестве сумматора. Для того, чтобы не усложнять конструкцию АЛУ, операцию вычитания (для которой был бы нужен специальный вычитатель) заменяют сложением (выполняемым сумматором) уменьшаемого с вычитаемым, представленным в специальном коде.


Стрелками показана операция "Заем", производимая для тех разрядов, в которых  вычитаемое больше уменьшаемого. В десятичной системе занимаемая единица старшего разряда равна десяти единицам соседнего младшего разряда, а в двоичный - двум единицам младшего разряда.

Для замены операции вычитания операцией сложения приходится представлять вычитаемое В в дополнительном коде. Дополнительный код образуется из обратного (инверсного) кода добавлением к нему единицы. Так четырехразрядное вычитаемое В, представленное в прямом коде Впр=В4 ВЗ В2 В1, может быть представлено и в обратном коде Вобр=                 и в дополнительном коде Вдоп= Вобр + 1.

Очевидно, для четырехразрядных чисел, записанных в этих кодах справедливы равенства:

Впр + Вобр =1111

Впр+Вдоп =Впр+Вобр +1=1111+1= 10000

Впр = 10000 - Вдоп = 10000 - Вобр - 1

Следовательно, операцию вычитания можно представить в виде

Апр - Впр = Апр + В доп - 10000.

         Таким образом, в АЛУ при выполнении операции вычитания входной операнд В преобразуется в дополнительный код, а вычитание числа 10000  производится без помощи специальных схем, только с использованием сигнала переноса в старший пятый разряд. Правда, при этом результат арифметических действий на выходе АЛУ будет также представлен в обратном коде.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ямпольский B.C. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники. М. "Просвещение". 1991 г. 223 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63551. Философия Древней Индии: влияние на современность йоги, джайнизма, буддизма 38.5 KB
  Главное в философии йоги через изменение формы меняй содержание: меняя образ жизни привычки. Ты меняешь линию и смыслы жизни. Надо только определить для себя смысл жизни соответствующий ему образ жизни стать бдительным к дурным мыслям и желаниям и стремиться...
63552. Общая характеристика философии эпохи Возрождения, вклад в натурфилософию 41.5 KB
  В рамках натурфилософии философы эпохи Возрождения предпринимают попытки объяснить целостность природы и устройство мироздания создать философско-научную картину мира. Леонардо да Винчи 1452-1519 продолжил: Человек не только наполнитель туалетов а великолепное орудие Природы земной Бог.
63553. Становление, место и роль античной философии в культуре человечества 42.5 KB
  Античной называют философию Эллады Древней Греции и Древнего Рима. Лишенные власти аристократы развивали культуру спонсировали философию. Как на прочном фундаменте геометрии Эвклида и механики Архимеда трагедий Эсхила и политики...
63554. Вклад в философию идей Пифагора, Эмпедокла, Ксенофана и элеатов 38 KB
  Споря с Гераклитом доказывал что ничего не меняется в поиске для людей чегото вечного ввел самое общее в философии понятие бытие доказал логически невозможность небытия и движения из тождества бытия и мышления вывел познаваемость мира. Сравнительный анализ философии Демокрита Сократа и софистов.
63555. Классика Эллады: значение идей Платона и Аристотеля 46.5 KB
  Классика Эллады: значение идей Платона и Аристотеля. Платон Аристокл жил в 427-347 до н. Попытке Демокрита свести все объяснения к движению атомов в пустоте и фатальному следованию людьми судьбе Платон противопоставил онтологическое открытие объективности мира идей мира культуры что позволило сознательно...
63556. Периодизация, центры развития и общая характеристика философии Средневековья 45.5 KB
  Философия европейского Средневековья. Если античная философия делится в познавательных целях на досократиков классику и эллинизм то средневековая философия делится условно на периоды патристики16 века н. В Средиземноморье закончился переход от собирательства к производству...
63557. Роль в развитии научно-философской мысли позитивизма и постпозитивизма 46.5 KB
  Формирование герменевтики как философской методологии понимания и интерпретации истолкования начато немецким протестантом Ф. Для этого используется герменевтический круг в котором мы движемся от изучения частей к пониманию целого и от понимания целого к пониманию частей.
63558. Роль философских идей психоанализа в понимании человека и общества 47.5 KB
  Если какой то предок бросился с моста то далекого потомка может на мосту тянуть кинуться с высоты но если помочь сознательно отделить жизнь этого человека от жизни неизвестного ему предка то он перестанет бояться высоты...
63559. Россия между Западом и Востоком. Философские западники и почвенники 40 KB
  Философией в России доныне занимается в основном гуманитарная политизированная интеллигенция а действительно полезные для исканий истины естествоиспытатели в философии России редки. Современность показывает ту же закономерность: по мере ослабления России растут притязания на ее богатства соседних а теперь и заокеанских государств.