Исследование арифметико - логического устройства. Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Условное изображение ИМС К155ИП3

                   ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА N 6

ИССЛЕДОВАНИЕ АРИФМЕТИКО - ЛОГИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА.

1. Цель работы : Изучить законы функционирования и исследовать  свойства арифметико-логического устройства на ИМС К155ИП3.

                   2. Основные теоретические сведения.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - это специализированное устройство, выполняющее в соответствие с программой на входах арифметические и логические преобразования двоичной информации. АЛУ выпускаются как в виде отдельных ИМС, так и в виде элементов более сложных ИМС - микропроцессоров, где они являются основным элементом.

В ТТЛ выпускаются АЛУ К155ИП3, в КМОПТЛ - К561ИП3 , по функциям они совпадают. ИМС АЛУ дороже простых ИМС, однако благодаря универсальным свойствам применение их в аппаратуре во многих случаях оказывается оправданным.

В данной работе исследуется АЛУ К155ИП3 .

Рис. 1. Условное изображение ИМС К155ИП3.

ИМС К155ИП3 предназначена для действий с двумя четырехразрядными двоичными словами А=А3А2А1А0 и В=В3В2В1В0. Конкретный вид операции , выполненной микросхемой , задается 5-разрядным кодом на входах  SE, S3, S2, S1, S0. Всего АЛУ способно выполнять  2  = 32 операции: 16 логических (И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ и др.) и 16 арифметических и арифметико-логических (сложение, вычитание, удвоение, сравнение чисел и ряд иных). Операции сложения и вычитания проводятся с ускоренным переносом из разряда в разряд. Кроме того, имеется вход приема сигнала переноса CR.

На выходах F0, F1, F2, F3 формируются результаты логических преобразований и арифметических действий. На выходе переноса CRP    образуется сигнал старшего (четвертого) разряда при выполнении арифметических операций. Дополнительные выходы - генерирования ускоренного переноса G и распространения ускоренного переноса Р - используются только при организации многоразрядных АЛУ в случае их сочетания с блоком ускоренного переноса К155ИП4.

Слова А и В, подлежащие обработке, могут быть представлены в положительной или отрицательной логике. Таблица состояний АЛУ для положительной логики приведена в  таблице 1, где уровни управляющих сигналов представлены буквенными символами.

Результаты арифметических операций выражены в дополнительном коде. Числа в дополнительном и обратном коде связаны простым соотношением

N доп = N обр + 1 или N oбр = Nдоп- 1. Поэтому, в тех строках таблицы , где указана операция "-1", результат арифметических действий представлен в обратном коде.

Taблица 1.Функциональная зависимость выходов ИМС К155ИП3

от состояния входов (положительная логика)