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Práctico Nº 3: Unidad Aritmético-Lógica (ALU)
Antecedentes Teóricos:
Los número binarios son sumados usando sumadores binarios, que son circuitos combinacionales
(combinaciones de compuertas lógicas). Otros circuitos combinacionales realizan una variedad de
operaciones lógicas y aritméticas. Si se agrupan estos circuitos en una unidad a la que se agrega una
lógica de selección de operaciones, se tiene una unidad aritmético-lógica (ALU).
El circuito 74LS181 es una ALU que realiza 16 operaciones de aritmética binaria sobre dos operandos
binarios de cuatro bits. La operación es seleccionada mediante cuatro líneas de selección de función
(S0, S1, S2 y S3).
Las funciones del 74LS181 se dividen en aritméticas y lógicas, usándose una entrada de “modo” para
escoger entre ambas funciones. Notar que las funciones aritméticas utilizan la entrada de acarreo (Cin),
mientras que las funciones lógicas no.
74LS181
El 74LS181 consta de:
- Cuatro entradas para el operando A.
- Cuatro entradas para el operando B.
- Cuatro entradas de selección (S0 a S3) que determina cual función lógica o aritmética debe ser
calculada.
- Una entrada de modo (M) que determina si la operación a ejecutarse será lógica o aritmética.
- Una entrada de acarreo (Cin).
- Cuatro líneas de salida para el resultado (F0 a F3).
- Una salida de acarreo (Cout).
- Una salida de comparación A=B.
La ALU puede ejecutar:
- 16 operaciones lógicas.
- 5 operaciones aritméticas.
- 8 operaciones combinadas aritméticas/lógicas.
La tabla de funciones de la ALU 74LS181 es la siguiente. Tener en cuenta que el símbolo + en la tabla
indica una operación OR bit a bit entre los operandos A y B, es decir que no representa una suma
aritmética. La suma y resta aritmética están representadas por las palabras plus y minus.
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Docentes )) Ing. Rodrigo Furlani – Ing. Domingo Guarmaschelli
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Desarrollo del práctico:
El circuito de prueba a utilizar es el siguiente:
Se utilizarán los dos contadores de cuatro bits como registros de memoria en donde se almacenarán los
3
0
7
4
operandos A y B de la ALU. El contador 1 (2 a 2 ) almacenará el operando A, y el contador 2 (2 a 2 )
almacenará el operando B. Las entradas S (selección de función) se encuentran conectadas a las llaves
A, B, C y D (D es el bit más significativo, A es el bit menos significativo). La entrada de acarreo (Cin) se
encuentra conectada a la llave E.
Para cargar los operandos en los contadores se deben fijar los valores de las llaves A a D, y conectar por
un momento la entrada de carga del contador (LD) a masa.
1. Configurar la ALU en modo lógico. Para esto la entrada de modo debe colocarse en +5V. La placa
EB-134 posee una resistencia pull-up que ya lleva la entrada de modo a +5V, por lo que por defecto
la ALU ya se encuentra configurada en modo lógico.
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2. Completar la siguiente tabla:
S3 - S0
0000
0001
0011
0100
0101
0110
1001
1010
1011
1100
1110
1111
B3 - B0
XXXX
0001
XXXX
1011
0101
1001
1100
1010
1011
XXXX
1100
XXXX
A3 - A0
1010
0011
XXXX
1110
XXXX
1100
1000
XXXX
1110
XXXX
1001
0110
F3
F2
F1
F0
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3. Configurar la ALU en modo aritmético. Para esto llevar a masa la entrada de modo de la ALU.
4. Configurar la ALU de forma que no haya acarreo de entrada. Como esta entrada de la ALU opera en
lógica negada, la entrada Cin debe setearse a 1 lógico. La entrada Cin se encuentra conectada a la
llave E, por lo tanto esta llave debe setearse en 1 lógico para que no haya acarreo de entrada.
5. Completar la siguiente tabla:
S3 - S0
0000
0001
0011
0100
0101
0110
1010
1011
1100
1110
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B3 - B0
XXXX
0011
XXXX
0110
0101
1001
0011
1011
XXXX
1100
XXXX
A3 - A0
1001
0100
XXXX
0011
1110
1100
1111
1110
1100
1001
1100
F3
F2
F1
F0
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