5. Содержание отчета

Отчет должен содержать:

• условно-графические обозначения исследуемых ИМС;

- таблицы управляющих сигналов, результаты выполнения операций по пунктам 1-6.

6. Контрольные вопросы

1. На скольких выходных шинах дешифратора К155ИД4, вклю-

ченного по схеме (прил. 5), может быть одновременно сигнал логического нуля (единицы)?

2. Объясните назначение управляющих входов в дешифраторе

К155ИД4.

3. Назовите основные свойства комбинационных схем.

4. Приведите примеры применения мультиплексоров.

5. Объясните, чем различаются полусумматор и сумматор.

6. Сложите двоичные числа 0110 и 1101, 11011 и 1001.

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ АРИФМЕТИЧЕСКО-ЛОГИЧЕСКОГО

УСТРОЙСТВА, ОПЕРАТИВНОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО

УСТРОЙСТВА И МУЛЬТИПЛЕКСНОГО СПОСОБА

ОРГАНИЗАЦИИ ОБЩЕЙ ШИНЫ

1. Цель и задача работы

Ц е л ь ю работы является изучение и исследование арифметическо-логического устройства (АЛУ), оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и мультиплексного способа организации общей шины.

В з а д а ч у работы входит:

- исследование кольцевого счетчика на базе универсального регистра К155ИР1;

- исследование АЛУ на ИМС К155ИП3, ОЗУ на ИМС К155РУ2 и мультиплексного способа организации общей шины при помощи адресно управляемого мультиплексора К555КП11.

Продолжительность работы – 2 часа

2. Краткие теоретические сведения

Арифметическо-логическое устройство предназначено для выполнения арифметических и логических операций над числами, представленными в соответствующих кодах. В АЛУ выполняются операции сложения, вычитания, умножения, деления, логического сложения и умножения, сдвига слов и т.д.

Запоминающие устройства предназначены для записи, хранения, и считывания (выборки) цифровой информации. Оно включает в себя накопитель, устройство записи и считывания информации, содержащие дешифраторы адреса. Оперативное запоминающее устройство предназначено для хранения данных и программ текущих вычислений, а также программ, к которым следует быстро перейти, если в процессе вычисления возникает прерывание.

При отключении питания информация, записанная в ОЗУ, не сохраняется.

3. Описание стенда

Стенд для исследования состоит из блока ввода-вывода информации (прил. 1) и сменной платы П6 (прил.7).

В состав платы входят:

1. Блок ввода данных (операндов K и В; кода S операций, выполняемых АЛУ; адресов А ячейки памяти ОЗУ). Блок состоит из кнопки SB1, формирователя F и счетчика D10. Для ввода данных (любого четырехразрядного числа) нажимают необходимое число раз на кнопку SB1. Набранное число с выходом D10 через мультиплексор D2 может поступать в общую шину, которая подключена к информационным входам всех оперативных регистров, а также и блоку индикации БИ. Для контроля по БИ за набираемым числом необходимо мультиплексор D2 переключить для приема чисел со входов X. Это осуществляется подачей на адресный вход А микросхемы D2 сигнала логического 0 (кнопка SB2 не нажата).

2. Арифметическо-логическое устройство, в качестве которого использовано типовое АЛУ на ИМС К155ИП3 (D9), которое может выполнять 64 логических и арифметическо-логических операций в зависимости от сигналов управления, подаваемых на управляющие входы S, М и вход переноса Р₀. Значения операндов К и В, а также кодов выполняемых операций S подаются от соответствующих регистров (D5, D6, D7), управляющий сигнал М (логические или арифметические операции ) – от тумблера SA4, сигнал переноса – от тумблера SA5. На индикацию (светодиод HL9) выводится сигнал переноса Р в старший разряд (переполнение разрядной сетки). Результат операции, выполненной АЛУ, записывается в регистр аккумулятор (D10), совмещенной со счетчиком блока ввода данных. Для перевода D10 в режим регистра аккумулятора на вход V микросхемы D10 подают логический 0, что соответствует свечению светодиода HL7.

3. Блок оперативных регистров RJ – S (D7), RJ – K (D9), RJ – B (D6), RJ – A (D8), в которые может быть записана информация с общей шины. Для записи этой информации на вход C соответствующего регистра подается управляющий сигнал с уровнем логической 1. Эти сигналы контролируются светодиодами HL4, HL2, HL3, HL5.

4. Оперативное запоминающее устройство емкостью 16 четырехразрядных слов, выполненные на ИМС К155РУ2 (D4), и четырех инверторов D11.1 – D11.4. Выбор необходимого слова – адресный с помощью сигналов А4 – А1. Информация по выбранному адресу записывается с общей шины (выходы D4 – D1) по сигналу записи , что сопровождается свечением светодиода HL8, при (HL8 не светится) ОЗУ находится в режиме считывания информации. Так как ИМС ОЗУ имеет инверсные выходы, то для перевода информации в прямой код поставлены инверторы D11.1 – D11.4. Для передачи с ОЗУ в общую шину необходимо на адресный вход А мультиплексора общей шины (D2) подать сигнал с уровнем логической 1 нажатием кнопки SB2. Этому режиму соответствует светящийся светодиод HL1.

5. Дешифратор кода команд на ИМС D1 и D3, переключателях SA1, SA2, SA3 и SB3. В зависимости от набранного переключателя SA1 – SA3 двоичного кода при нажатии кнопки SB3. На одном из семи используемых выходов дешифратора D1 появится сигнал с уровнем логического 0. Сигналы выходов 0 – 4, проинвертированные в инверторе D3, поступают на входы С регистров D5 – D8 и вход R счетчика D10 (высоким уровнем). Наличие этих сигналов контролируется по свечению индикаторов HL2 – HL6 и определяет режим записи информации с общей шины в соответствующий регистр (D5 – D8) или режим сброса (установки нуля во всех разрядах) счетчика D10. Сигналы с выходов 5 и 6 дешифратора D1 поступают на управляемые устройства (вход V D10 и вход D4) без дополнительной инверсии. Однако для индикации этих режимов (светодиоды HL7 и HL9) они проходят через инверторы D3.6 и D11.6.