THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 6

Bộ logic và số học(Arithmetic and Logic Circuits)A. Phần tóm tắt lý thuyếtBộ logic và số học (ALU) là một mạch tổ hợp, thực hiện một số thuật toán logic và số học. Cấu tạo ALU bao gồm 1 bộ hợp kênh có các lối vào là các mạch thực hiện các thuật toán số học hoặc logic .
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THỰC TẬP KỸ THUẬT SỐ - BÀI 6 Bµi 6: bé logic vµ sè häc (Arithmetic and Logic Circuits)A. PhÇn tãm t¾t lý thuyÕt Bé logic vµ sè häc (ALU) lµ mét m¹ch tæ hîp, thùc hiÖn mét sè thuËt to¸nlogic vµ sè häc. CÊu t¹o ALU bao gåm 1 bé hîp kªnh cã c¸c lèi vµo lµ c¸c m¹chthùc hiÖn c¸c thuËt to¸n sè häc hoÆc logic . C¸c ®Çu chän S0 , S1 ... cña hîp kªnhlµm nhiÖm vô chän 1 thuËt to¸n nµo ®ã ®−îc thùc hiÖn vµ cho kÕt qu¶ ë lèi ra cñahîp kªnh . D−íi ®©y lµ mét vÝ dô vÒ ALU 1 bit. B»ng 2 ®Çu chän läc S0, S1 cña hîp kªnh 4lèi vµo ta thùc hiÖn ®−îc 1 thuËt to¸n sè häc vµ 3 thuËt to¸n logic : Σ, Q1, Q2 , Q3cho hai sè nhÞ ph©n 1 bit . Ci S Ci A FA A B B Co 74LS153 I3a Ea Q1=A.B Q I2a I1a Ya I0a S1 S0 I3b Q2=A+B I2b Yb I1b I0b Eb Q3=AB+AB S1 S0 Ho¹t ®éng cña bé ALU nµy tu©n theo b¶ng ch©n lý d−íi ®©y. ThuËt to¸n sèhäc nhê m¹ch FA, c¸c thuËt to¸n logic nhê cöa AND, OR vµ EXOR. Hîp kªnh vµo4 ra 1 víi hai ®Çu chän läc S0, S1 sÏ dÉn thuËt to¸n nµo ®Õn ®Çu ra Q. Σ Q S1 S0 Q3 Q2 Q1 Σ Σ 0 0 x x x 0 1 x x Q1 x Q1 1 0 x Q2 x x Q2 1 1 Q3 x x x Q3 69 Bé logic sè häc 4 bit 74LS382 thuéc hä 74. Víi 3 ®Çu vµo chän läc S0,S1, S2 ta cã thÓ thùc hiÖn ®−îc 8 thuËt to¸n cho hai sè nhÞ ph©n 4 bit: (A = A3 A2 A1 A0 vµ B = B3 B2 B1 B0). §Çu vµo Chøc n¨ng S2 S1 S0 Over Ci Co 0 0 0 F = 0000 (clear) A1 F0 0 0 1 A2 F = B minus A minus 1 plus Ci F1 A3 F2 0 1 0 F = A minus B minus 1 plus Ci A4 F3 B1 0 1 1 F = A plus B plus Ci B2 F=A⊕B 1 0 0 B3 S2 B4 S1 1 0 1 F=A+B S0 1 1 0 F=A.B 74LS382 1 1 1 F = 1111 (preset) ë ®©y kÓ c¶ hai thuËt to¸n CLEAR (F = 0000) vµ PRESET (F = 1111) th× tængsè thuËt to¸n thùc hiÖn ®−îc lµ 8. Ci dïng cho phÐp tæng , Ci dïng cho phÐp hiÖu. C0 lµ ®Çu chuyÓn ®i cho c¶ bé ALU nµy (Carry in = Ci , Carry out = C0). F3, F2, F1, F0 lµ c¸c ®Çu ra chøc n¨ng. OVR lµ ®Çu ra “v−ît thang” (OVERFLOW). §Çu ra OVR b¸o r»ng kÕt qu¶ cñathuËt to¸n sè häc hoÆc lín h¬n +7 hoÆc bÐ h¬n –8. Minus : bít ®i hoÆc trõ ®i Plus : thªm vµo hoÆc céng vµo. A⊕B : A hoÆc tuyÖt ®èi B A+B : A hoÆc B A.B : A vµ B. A plus B = 1101 ⎧ A = A3 A2 A1 A0 = 1010 ⎪ A min us B = 0111 ⎪ ⎨ VÝ dô: B = B3 B2 B1 B0 = 0011 ⎪ + B = 1011 A ⎪ . B = 0010 ⎩ B ...