Deney 7: Aritmetik ve Lojik İşlem Birimi(ALU)

Benzer belgeler
Deney 8: ALU da Aritmetik Fonksiyonlar

Deney 10: Analog - Dijital Dönüştürücüler (Analog to Digital Converters - ADC) Giriş

Bölüm 4 Aritmetik Devreler

Deney 6: Ring (Halka) ve Johnson Sayıcılar

Deney 2: Flip-Floplar

Deney 5: Shift Register(Kaydırmalı Kaydedici)

Deney 3: Asenkron Sayıcılar

DENEY 3a- Yarım Toplayıcı ve Tam Toplayıcı Devresi

DENEY 2-5 Karşılaştırıcı Devre

ELK2016 SAYISAL TASARIM DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 2

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

İKİLİ SAYILAR VE ARİTMETİK İŞLEMLER

İKİ TABANLI SİSTEM TOPLAYICILARI (BINARY ADDERS)

Bölüm 3 Toplama ve Çıkarma Devreleri

Karşılaştırma, Toplayıcı ve Çıkarıcı Devreler

DENEY 4: TOPLAYICILAR, ÇIKARICILAR VE KARŞILAŞTIRICILAR

Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü Lojik Devre Laboratuarı DENEY-2 TEMEL KAPI DEVRELERİ KULLANILARAK LOJİK FONKSİYONLARIN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

KMU MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ SAYISAL DEVRELER II LABORATUVARI DENEY 1 TOPLAYICILAR - ÇIKARICILAR

LOJİK DEVRELER-I IV. HAFTA DENEY FÖYÜ

DENEY 3-1 Kodlayıcı Devreler

Yarım toplayıcı devrelerini kurunuz.

1. DENEY-1: DİYOT UYGULAMALARI

LOJİK DEVRELER-I IV. HAFTA DENEY FÖYÜ

5. LOJİK KAPILAR (LOGIC GATES)

Teorik Bilgi DENEY 7: ASENKRON VE SENKRON SAYICILAR

İnönü Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

DENEY 4: TOPLAYICILAR, ÇIKARICILAR VE KARŞILAŞTIRICILAR

SAYISAL UYGULAMALARI DEVRE. Prof. Dr. Hüseyin EKİZ Doç. Dr. Özdemir ÇETİN Arş. Gör. Ziya EKŞİ

Makine Mühendisliği İçin Elektrik-Elektronik Bilgisi. Sayısal Elektronik

DENEY 1a- Kod Çözücü Devreler

Bölüm 4 Ardışıl Lojik Devre Deneyleri

T.C. İstanbul Medeniyet Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

Şekil 1. 74LS47 entegresi bağlantı şeması

Mantık Devreleri Laboratuarı

Bölüm 2 Kombinasyonel Lojik Devreleri

1. Temel lojik kapıların sembollerini ve karakteristiklerini anlamak. 2. Temel lojik kapıların karakteristiklerini ölçmek.

25. Aşağıdaki çıkarma işlemlerini doğrudan çıkarma yöntemi ile yapınız.

DENEY #1 LOJİK KAPILAR. Lojik kapılarının doğruluk tablosunu oluşturmak

Deney 1: Saat darbesi üretici devresi

5. KARŞILAŞTIRICI VE ARİTMETİK İŞLEM DEVRELERİ (ARİTHMETİC LOGİC UNİT)

SAYICILAR. Tetikleme işaretlerinin Sayma yönüne göre Sayma kodlanmasına göre uygulanışına göre. Şekil 52. Sayıcıların Sınıflandırılması

DENEY 2-1 VEYA DEĞİL Kapı Devresi

GENEL BİLGİ: GEREKLİ MALZEMELER:

EEM309 SAYISAL ELEKTRONİK LABORATUARI. AND (VE) Kapısı VE kapısı, mantıksal çarpma işlemi yapmaktadır.

1. Sayıcıların çalışma prensiplerini ve JK flip-floplarla nasıl gerçekleştirileceğini anlamak. 2. Asenkron ve senkron sayıcıları incelemek.

Bölüm 7 Ardışıl Lojik Devreler

DENEY 4-1 Kodlayıcı Devreler

SAYISAL DEVRE TASARIMI LABORATUVARI DENEY 1: TEMEL LOJİK KAPI KARAKTERİSTİKLERİNİN ÖLÇÜMÜ

Deney 2: Lojik Devre Analizi

SAYISAL ANALOG DÖNÜŞTÜRÜCÜ DENEYİ

DENEY 5 RS FLİP-FLOP DENEYLERİ

6. Fiziksel gerçeklemede elde edilen sonuç fonksiyonlara ilişkin lojik devre şeması çizilir.

LOJİK DEVRELER-I III. HAFTA DENEY FÖYÜ

Bölüm 6 Multiplexer ve Demultiplexer

DENEY FÖYÜ8: Lojik Kapıların Elektriksel Gerçeklenmesi

Sayı sistemleri iki ana gruba ayrılır. 1. Sabit Noktalı Sayı Sistemleri. 2. Kayan Noktalı Sayı Sistemleri

DSP DONANIMI. Pek çok DSP için temel elemanlar aşağıdaki gibidir.

DENEY NO : 2 DENEY ADI : Sayısal Sinyallerin Analog Sinyallere Dönüştürülmesi

Bölüm 1 Temel Lojik Kapılar

ELK2016 SAYISAL TASARIM DERSİ LABORATUVARI DENEY NO: 4 DENEYİN ADI: JK, RS, T VE D TİPİ FLİP-FLOPLARIN İNCELENMESİ

Bu deney çalışmasında kombinasyonel lojik devrelerden decoder incelenecektir.

Program Kodları. void main() { trisb=0; portb=0; while(1) { portb.b5=1; delay_ms(1000); portb.b5=0; delay_ms(1000); } }

ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ SAYISAL ELEKTRONİK LABORATUVAR DENEY RAPORU

BÖLÜM 2 SAYI SİSTEMLERİ

NECMETTİN ERBAKAN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ SAYISAL DEVRE TASARIMI LABORATUVARI DENEY FÖYÜ

SAYISAL DEVRE TASARIMI DERSİ LABORATUVARI DENEY 4: Yarım Toplayıcı ve Tam Toplayıcı Devresi

DİCLE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ EEM309 SAYISAL ELEKTRONİK LABORATUARI

Katlı Giriş Geçitleri

DERS 3 MİKROİŞLEMCİ SİSTEM MİMARİSİ. İçerik

DENEY 2- Sayıcılar. 1. Sayıcıların prensiplerinin ve sayıcıların JK flip-flopları ile nasıl gerçeklendiklerinin incelenmesi.

(VEYA-DEĞİL kapısı) (Exlusive OR kapısı) (Exlusive NOR kapısı)

Şekil XNOR Kapısı ve doğruluk tablosu

Bölüm 5 Kodlayıcılar ve Kod Çözücüler

Digital Design HDL. Dr. Cahit Karakuş, February-2018

DENEY 2- Sayıcılar ve Kaydırmalı Kaydediciler

BLM 221 MANTIK DEVRELERİ

DENEY in lojik iç şeması: Sekil 2

T.C. KOCAELİ ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ BİLİŞİM SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ

İ.T.Ü. Eğitim Mikrobilgisayarının Tanıtımı

ENTEGRELER (Integrated Circuits, IC) Entegre nedir, nerelerde kullanılır?...

Proje #2 - Lojik Devre Benzetimi

Seri Giriş, Seri Çıkış

SAYISAL DEVRELER. İTÜ Bilgisayar Mühendisliği Bölümündeki donanım derslerinin bağlantıları

3.3. İki Tabanlı Sayı Sisteminde Dört İşlem

DENEY 5: KOD DÖNÜŞTÜRÜCÜLERİN TASARIMI

DENEY 6: VERİ SEÇİCİLER İLE TASARIM

Elektroniğe Giriş 1.1

Mantık fonksiyonlarından devre çizimi 6 Çizilmiş bir devrenin mantık fonksiyonunun bulunması

TBİL-405 Mikroişlemci Sistemleri Bölüm 2 1- % %01010 işleminin sonucu hangisidir? % %11000 %10001 %10101 %00011

Bölüm 10 D/A Çeviriciler

Şekil 3-1 Ses ve PWM işaretleri arasındaki ilişki

DÜZCE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

SAYI SİSTEMLERİ ve BOOLE CEBİRİ 1+1=1 ÖĞR.GÖR. GÜNAY TEMÜR - TEKNOLOJİ F. / BİLGİSAYAR MÜH.

DOĞU AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ BAHAR BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BLGM-324 BİLGİSAYAR MİMARİSİ

SAYISAL ELEKTRONİK. Ege Ü. Ege MYO Mekatronik Programı

LOJİK DEVRELER-I II. HAFTA DENEY FÖYÜ

DENEY 2-5 Karşılaştırıcı Devre

Her bir kapının girişine sinyal verilmesi zamanı ile çıkışın alınması zamanı arasında çok kısa da olsa fark bulunmaktadır -> kapı gecikmesi

SAYISAL SİSTEMLERDE ORTAK YOLUN KULLANILMASI

ANALOG SAYISAL DÖNÜŞTÜRÜCÜ DENEYİ TÜMLEŞİK (ENTEGRE) ADC DEVRESİ İLE

Transkript:

Deney 7: Aritmetik ve Lojik İşlem Birimi(ALU) 4 bitlik bir ALU yu incelemek (74LS181) Kullanılan Elemanlar 1x74LS181 ALU Entegresi, 4 x switch, 4 x 4.7 kohm 4 x 330 ohm, 4 x Led Giriş Tipik olarak, bir ALU, birkaç farklı aritmetik ve mantık işlemi sağlayabilen çok amaçlı bir cihazdır. Gerçekleştirilecek özel işlem, kullanıcı tarafından mod seçme girişlerine belirli bir binary kod yerleştirilerek seçilir. Mikroişlemciler de birçok operasyonel birimlerden biri olarak yerleşik ALU'lara sahip olabilirler. Bu gibi durumlarda yapılacak özel işlem yazılım komutlarıyla seçilir. Bu deneyde kullanılacak ALU, 74LS181 (TTL) entegresidir. 74181, 16 aritmetik ve 16 mantık işlemi sağlayan 4 bit ALU'dur. Lojik sembolü ve fonksiyon tablosu Şekil 1 ve Şekil 2'de verilmiştir. Mod kontrol girişi (M), çalışma modunu lojik veya aritmetik olarak ayarlamak için kullanılır. M YÜKSEK (M = H) olduğunda, tüm dahili taşıyıcılar devre dışı bırakılır ve cihaz, fonksiyon tablosunda belirtildiği gibi ayrı bitler üzerinde (A0 ila A3, B0 ila B3) mantıksal işlemleri gerçekleştirir. M DÜŞÜK (M = L) olduğunda, iç taşıyıcılar etkinleştirilir ve aygıt iki 4 bitlik binary girişlerde aritmetik işlemler gerçekleştirir. Mod kontrolü (M) ayarlandıktan sonra, lojik veya aritmetik kategorilerinde 16 seçeneğiniz vardır. İstediğiniz özel fonksiyon, uygun binary kodun fonksiyon seçme girişlerine (S3 ila S0) uygulanarak seçilir. Örneğin, M = H ve S 3 S 2 S 1 S 0 = LLLL olursa F çıkışları A'nın tümleyeni olacaktır (Şekil 2, fonksiyon tablosuna bakınız). Yani F 0 = A, 0 F 1 = A, 1 F 2 = A, 2 F 3 = A 3 olacaktır. Örneğin M = H ve S 3 S 2 S 1 S 0 = HHHL olursa; F çıkışları A + B ( A veya B) 'ye eşit olacaktır. Yani, F 0 = A 0 + B 0, F 1 = A 1 + B 1, F 2 = A 2 + B 2, F 3 = A 3 + B 3 olur. Fonksiyon tablosundan diğer mantıksal işlemlerin (AND, NAND, NOR, Ex-OR, Ex-NOR ve diğerleri) mevcut olduğunu görebiliriz. Fonksiyon tablosu, aynı zamanda M = L durumunda mevcut olan 16 farklı aritmetik işlemin sonucunu gösterir. Listelenen sonuçların C N = H (yani elde yok) iken elde edildiği unutulmamalıdır. C N = L iken sonuçlara 1 eklenmelidir. Elde edilen tüm sonuçlar 2 nin tümleyeni şeklinde gösterilir. Fonksiyon tablosundaki + işaretinin manası lojik-or ve PLUS kelimesinin manası aritmetik-toplam dır. Mesela, B den A yı çıkarmak için (A 3 A 2 A 1 A 0 - B 3 B 2 B 1 B 0 ), M = L olarak ve S 3 S 2 S 1 S 0 = LHHL olarak ayarlanmalıdır. F çıkışlarının sonuçları (A eksi B eksi 1) in 2 ye tümleyeni olacaktır. Burada sadece A eksi B yi elde etmek için 1 eklenmelidir. (Bu da, C N = 0 yapılarak elde edilebilir.) Ayrıca, 2 ye tümleyen çıkarma işlemi için, sonuç pozitif veya sıfır olduğunda, C N+4 = 0 carry-out çıkışı (ödünç alma - borrow) üretilir. Bu görmezden gelinir. 1

Şekil 1. 74LS181 entegresi lojik sembolü[kleitz] Şekil 2. 74LS181 entegresi fonksiyon tablosu[kleitz] 2

Örnek Soru: 4-bitlik bir çıkarma yapmak için 74181 entegresinin bağlantılarını yapınız. Giriş ve çıkış pinlerinin bu çıkarma işlemi sırasında aldığı binary değerleri belirtiniz. Çözüm: Çıkarma devresi Şekil 3 te gösterilmiştir. M = 0 a ve S 3 S 2 S 1 S 0 = 0110 (LHHL) a ayarlanarak ALU çıkarma moduna ayarlanır. 13 (1101) A'ya girilir ve 7 (0111) B'ye girilir. CN = 0 ayarlanarak F 3, F 2, F 1, F 0 çıkışları A eksi B eksi 1 yerine A eksi B olur. Çıkarmanın sonucu pozitif 6 (0110) dır. (carry-out, C N+4 = 0 )( Daha önce belirtildiği gibi, 2 ye tümleyen çıkarma ile pozitif ve sıfır sonucuyla beraber ihmal edilen bir carry-out oluşur.) Şekil 3. 13 7 çıkarması için 74181 ALU kullanan 4-bit çıkarıcı [Kleitz] 3

LAB UYGULAMASI 74181 ALU Lojik Fonksiyonları A = 1010 ve B = 1001 olarak girilir ve M = H varsayılırsa, değişen S girişleriyle F çıkış değerlerini hesaplayın. Bulduğunuz değerleri Şekil-6 daki tablonun F - Tahmin Edilen sütununa kaydedin. Şekil 4 teki devreyi kurun. 1. M = 1 ve Cin = 1 olarak bağlayın. 2. S(S 3 S 2 S 1 S 0 ) girişlerini şekildeki gibi switchlere sırayla bağlayın. 3. A(A 3 A 2 A 1 A 0) ve B(B 3 B 2 B 1 B 0 ) girişlerini, A = 1010 ve B = 1001 olacak şekilde bağlayın. 4. F çıkışlarına ledleri bağlayın. Ledleri breadboarda şekideki sırayla yerleştirin. 5. Fonksiyonları S girişine bağladığınız switchlerle seçip gözlenen F çıkışlarını Şekil-6 daki tablonun F Gözlenen sütununa kaydedin. 6. Tahmin edilen ve gözlenen F çıkışlarını karşılaştırın. Şekil 4. Deneyin entegre bağlantıları Şekil 5. 74LS181 entegresi pin diyagramı ve tanımları 4

Şekil 6. Deney sonuçları tablosu 5

Sorular 1. Lab uygulamasını Proteus benzetim programında tekrarlayıp raporlayınız. 2. 74181 ALU daki M kontrol girişinin kullanım amacı nedir? 3. Eğer 74181 de M = H ve S 3 S 2 S 1 S 0 = LLHH olursa F 3 F 2 F 1 F 0 çıkışları LLLL olarak ayarlanır. Doğru veya yanlış? 4. 78181 in girişleri A 3 A 2 A 1 A 0 = 1001, B 3 B 2 B 1 B 0 = 0011, S 3 S 2 S 1 S 0 = 1101 ve C N = 1 dir. a. M = 1 için F(F 3 F 2 F 1 F 0 ) çıkışı ne olur? b. M = 0 için F(F 3 F 2 F 1 F 0 ) çıkışı ne olur? Kaynakça - Digital Electronics, A Practical Approach with VHDL, William Kleitz - Elektrik Elektronik Teknolojisi, Lojik Uygulamaları 2, Millî Eğitim Bakanlığı, Ankara 2007 6