Исследование арифметико - логического устройства. Арифметико-логическое устройство (АЛУ). Условное изображение ИМС К155ИП3, страница 2

Старший разряд кода выбора операции SE oпределяет характер действий, выполняющих АЛУ. Когда на этом входе сигнал высокого уровня, АЛУ производит логические операции поразрядно над каждой парой бит слов А и В . Внутренний перенос в этом режиме бездействует.

Арифметические операции выполняются, когда на входе SE установлен низкий потенциал, который является также разрешающим сигналом для переноса между разрядами. Выходной результат формируется с учетом состояния входа переноса CR . Оба сигнала переноса - входной CR и выходной CRP - инверсны относительно сигналов на входах А и В, т.е. когда слова А и В - в положительной логике, сигналу переноса отвечает низкий уровень напряжения на соответствующем выводе , а в отрицательной логике наоборот.

Если АЛУ выполняет логико-арифметическую операцию, то логическая функция реализуется поразрядно, а арифметическая с переносом.

Например, входному коду SE S3S2S1S0 = LHLLL отвечает операция А + АВ, где АВ - логическое умножение двух слов. Если А = 1010 и В = 0111, то операция АВ = 0010 и, следовательно,  1010 + 0010 = 1100.

При использовании АЛУ в качестве компаратора (устройство сравнения чисел) сигнал снимают  с выхода А = В (вывод 14). Этот выход - с открытым коллекором, поэтому к источнику питания его следует подключать через внешний резистор 1 кОм.

Режим компаратора обеспечивается при SE=L и S3S2S1S0=LHHL. Когда числа А и В равны, на выходе А=В формируется сигнал высокого уровня . Одновременно сигнал на выходе CRP (вывод 16) характеризует соотношение между числами А и В в случае их неравенства согласно табл.2.

Таблица 2. Таблица истинности ИМС К155ИП3 в режиме компаратора (положительная логика), SE S3S2S1S0 = LLHHL

____________________________________________

Состояния    входов    Состояния  выхода    CRP

CR          A и В

___________________________________________

H           A< B                        H

L           A< B                        H

H           A> B                        L

L           A> B                         L

____________________________________________

Для арифметических действий над словами большой длины АЛУ включают последовательно.

           3. Используемое оборудование и подготовка к  работе .

3.1.   Исследуемое АЛУ на микросхеме К155ИП3 расположена в блоке БМП-2 установки ЭЦВТ-1 .

Для выполнения работы на блок БМП-2 устанавливается трафарет №12 . Задание выходных чисел А и В осуществляется регистрами Р1 и Р2, подключенными к общей четырехразрядной шине данных. Запись чисел с шины данных в регистры осуществляется по сигналам на входах С1 и С2 регистров : для регистра Р1   -        ¦__ "0" (перепад)

-----"------- Р2   -    "1"       (уровень)

При этом на гнездо CS должен быть подан уровень "0".  Состояние шины данных , регистров и АЛУ контролируются светодиодными индикаторами.         Числа А и В выставляются на шине данных с помощью счетчика СТ, управляемого генератором одиночных импульсов G1 на установке ЭЦВТ-1.

3.2. Конкретный вид операции АЛУ и запись чисел в регистры Р1 и Р2 установки ЭЦВТ-1 осуществляется соответственно переключателями "3" - "8" и "1" - "2" установки УМ-11М. Для контроля установленного вида операции служит светодиодный индикатор ИУ установки ЭЦВТ-1, который включается соединением гнезд "S" и "-> ".

           4. Порядок выполнения работы .

4.1.   Вычислить число :   

где:    m - число членов бригады,

Ni  - номер i-того члена бригады  по журналу группы.

Записать число х в двоичном коде. Младшие четыре разряда этого числа являются числом А. Число В выбрать следующим образом:    

при А = 1111 ,  В = 1111.

при А = 1111 ,  В = 1010.

4.2.  Исследовать АЛУ для всех входных наборов в режимах SE = H и SE = L, CR = H с числами , определенными в п.4.1. Данные исследований записать в таблицу. В отчете привести доказательства правильности выполненных операций.

5.   Содержание  отчета:

- наименование и цель работы;

- условное обозначение АЛУ К155ИП3 и таблица состояний;

- краткое содержание выполняемых пунктов с результатами.

6. Контрольные  вопросы:

Обосновать алгебраически правильность выполняемой АЛУ

операции, заданной преподавателем и нарисовать структурную схему

АЛУ для этой операции.