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一文读懂如何验证74ls181运算和逻辑功能

2018年05月09日 09:05 电子发烧友网 作者: 用户评论(0

验证74LS181运算和逻辑功能。

实验原理

ALU(算术逻辑单元)能进行多种算术运算和逻辑运算。一个4位的ALU—74LS181运算功能发生器能进行16种算术运算和逻辑运算。功能表如下:

一文读懂如何验证74ls181运算和逻辑功能

由上表可知,该实验中主要运用的算数加法和算数减法所对应的(S3S2S1S0)分别是(1001)和(0110),主要运用的逻辑与运算、逻辑或运算、逻辑异或运算以及逻辑非运算所对应的(S3S2S1S0)分别是(1011)、(1110)、(0110)和(0000)。

实验电路总共有三个模块:输入模块、运算模块和显示模块。输入模块主要由八个开关组成,主要以八位二进制的形式实现不同的数据输入;显示模块主要由三个数码管构成,主要负责以十六进制的形式显示两个输入的数据和一个运算输出;运算模块主要由一块74LS181N芯片组成,主要实现两个四位二进制数的算术运算和逻辑运算,并将结果输出。

ALU—74LS181引脚说明:M=1逻辑运算,M=0算术运算。

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实验电路图

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74LS181N芯片介绍

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该芯片总共由22个引脚,其中包括8个数据输入端(~A0、~A1、~A2、~A3,~B0、~B1、~B2、~B3,其中八个输入端中A3和B3是高位),这八个都是低电平有效。还包括S0、S1、S2、S3这四个控制端,这四个控制端主要控制两个四位输入数据的运算,例如加、减、与、或。CN端处理进入芯片前进位值,M控制芯片的运算方式,包括算术运算和逻辑运算。F0、F1、F2、F3是四个二进制输出端,以一个四位二进制形式输出运算的结果。CN4记录运算后的进位。其中AEQB、~P和~G这三个端口与本实验无关,所以这里不做额外介绍。

运算过程

假设现在控制信号(S3、S2、S1、S0)的值是(1、0、0、1),分别输入两个四位二进制数(A3、A2、A1、A0)和(B3、B2、B1、B0)。由原理表格可知该运算是加法运算,实验芯片内部的运算过程如下:

(1)、判断CN端是否有信号。若有,在运算是低位端加1;否则不加。

(2)、分别计算A0+B0、A1+B1、A2+B2、A3+B3,将结果通过F0、F1、F2、F3输出,并判断A3+B3是否有进位。若有进位,则另CN4为1;否则为1。

例:计算5+7=?

解答过程:因为这是无进位算数运算,所以通过开关控制,将开关M=0,CN=1。5的四位二进制数是0101,7的四位二进制数为0111,所以将开关按要求连接。因为是加法,所以将开关S3、S2、S1、S0设置成1001,于是就会输出结果1100,即C。

数据验证表格

验证74LS181型4位ALU的逻辑算术功能,填写下表:

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( 发表人:金巧 )

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