Xây dựng Bộ Logic Phép tính (ALU)

Xây dựng Bộ Logic Phép tính (ALU)

Mục lục:

1. Giới thiệu về Bộ Logic Phép tính (ALU)
2. Cấu trúc của Bộ Logic Phép tính 2.1. Các chip sử dụng trong Bộ Logic Phép tính 2.2. Kết nối giữa Bộ Logic Phép tính và A, B Registers
3. Xây dựng Bộ Logic Phép tính 3.1. Kết nối chip 74 LS 245 với bus 3.2. Nối các bộ cộng 4-bit với nhau để thu được một bộ cộng 8-bit 3.3. Nối XOR gates với A và B Registers để thu được đầu vào của bộ cộng 8-bit
4. Các lưu ý khi gắn kết các linh kiện 4.1. Các đèn LED để hiển thị kết quả tính toán
5. Kiểm tra và sửa lỗi 5.1. Các lỗi thường gặp khi xây dựng Bộ Logic Phép tính 5.2. Phương pháp tìm và sửa lỗi
6. Kết luận

Bộ Logic Phép tính (ALU): Xây dựng mạch ALU cho máy tính

Trong video trước đó, chúng ta đã diễn giải mô phỏng mạch ALU, và trong video này, chúng ta sẽ xây dựng mạch ALU. Chúng ta sử dụng 4-bit adder 74 LS 283 để thực hiện phép cộng, XOR gates 74 LS 86 để thực hiện phép xor, và tri-state buffers 74 LS 245 để kết nối với bus. Chúng ta cũng kết nối Bộ Logic Phép tính với A Register và B Register mà chúng ta đã xây dựng trước đó.

1. Giới thiệu về Bộ Logic Phép tính (ALU)

Bộ Logic Phép tính (ALU) là một mạch điện tử trong máy tính có nhiệm vụ thực hiện các phép toán số học và logic. ALU thường được sử dụng để thực hiện các phép cộng, trừ, nhân, chia, phép AND, OR, XOR và các phép toán khác. ALU là một phần quan trọng của CPU và được sử dụng để thực hiện các phép tính trong quá trình xử lý dữ liệu.

2. Cấu trúc của Bộ Logic Phép tính

2.1. Các chip sử dụng trong Bộ Logic Phép tính

Trong quá trình xây dựng Bộ Logic Phép tính, chúng ta sử dụng ba loại chip chính, bao gồm:

• Chip 74 LS 245: Bộ đệm Hai chiều, dùng để kết nối với bus.
• Chip 74 LS 283: Bộ cộng 4-bit, chúng ta kết nối các bộ cộng này với nhau để thu được một bộ cộng 8-bit.
• Chip 74 LS 86: Cổng XOR 4-bit, chúng ta sử dụng hai trong số này để thực hiện phép xor cho B Register.

2.2. Kết nối giữa Bộ Logic Phép tính và A, B Registers

Bộ Logic Phép tính cần được kết nối với A Register và B Register để thực hiện các phép tính. A Register và B Register là hai thanh ghi đầu vào của ALU. Chúng ta cần đảm bảo rằng dữ liệu từ hai thanh ghi này được chuyển vào đúng đầu vào của ALU.

3. Xây dựng Bộ Logic Phép tính

3.1. Kết nối chip 74 LS 245 với bus

Đầu tiên, chúng ta cần kết nối chip 74 LS 245 với bus. Chip này là một bộ đệm hai chiều, cho phép dữ liệu di chuyển giữa Bộ Logic Phép tính và bus. Chúng ta sẽ sử dụng một chip 74 LS 245 để kết nối ALU với bus.

3.2. Nối các bộ cộng 4-bit với nhau để thu được một bộ cộng 8-bit

Bộ Logic Phép tính yêu cầu chúng ta kết nối hai bộ cộng 4-bit với nhau để thu được một bộ cộng 8-bit. Chúng ta sẽ kết nối carry out của một bộ cộng đến carry in của bộ cộng khác. Điều này sẽ kết nối hai bộ cộng lại với nhau và tạo thành một bộ cộng 8-bit hoàn chỉnh.

3.3. Nối XOR gates với A và B Registers để thu được đầu vào của bộ cộng 8-bit

Để thực hiện phép xor cho B Register, chúng ta cần sử dụng hai XOR gates. Chúng ta sẽ kết nối các XOR gates này với A Register và B Register. Đầu ra của các XOR gates này sẽ là đầu vào thứ hai của bộ cộng 8-bit.

4. Các lưu ý khi gắn kết các linh kiện

Khi xây dựng Bộ Logic Phép tính, chúng ta cần chú ý những điều sau đây:

• Chúng ta cần kiểm tra và đảm bảo đúng sự kết nối của các chip, các đầu vào và đầu ra.
• Gắn kết các linh kiện sao cho gọn gàng và tránh xung đột với nhau.
• Kiểm tra và xác nhận đúng đầu mạch của các chip, và kết nối chúng theo đúng thứ tự.

5. Kiểm tra và sửa lỗi

Nếu mạch không hoạt động như mong đợi, chúng ta cần kiểm tra và sửa lỗi. Một số lỗi thường gặp khi xây dựng Bộ Logic Phép tính bao gồm:

• Sai kết nối giữa các đầu vào và đầu ra của các chip.
• Nhầm lẫn giữa các đầu vào và đầu ra của bộ cộng 4-bit và bộ cộng 8-bit.
• Lỗi lập trình khi điều khiển các cổng XOR gates.

Chúng ta có thể sử dụng các phương pháp sau để tìm và sửa lỗi:

• Kiểm tra lại kết nối, đảm bảo rằng tất cả các đầu vào và đầu ra được kết nối đúng.
• Kiểm tra lại các nguồn điện và xác định xem có bất kỳ vấn đề nào với dòng điện.
• Sử dụng các công cụ và thiết bị đo lường để kiểm tra mạch.

6. Kết luận

Trong bài viết này, chúng tôi đã đề cập đến Bộ Logic Phép tính (ALU) và cách xây dựng nó. ALU là một phần quan trọng của máy tính và thực hiện các phép tính số học và logic. Chúng ta đã xem xét cấu trúc của ALU và cách kết nối nó với A Register và B Register. Chúng ta cũng đã xem xét các lỗi thường gặp khi xây dựng ALU và các phương pháp để khắc phục chúng.

Tổng kết:

• Bộ Logic Phép tính (ALU) trong máy tính thực hiện các phép toán số học và logic.
• Cấu trúc của ALU bao gồm các chip 74 LS 245, 74 LS 283 và 74 LS 86.
• Xây dựng ALU bao gồm kết nối các chip với A và B Registers và các linh kiện khác.
• Cần chú ý các lỗi thường gặp và phương pháp sửa lỗi khi xây dựng ALU.

FAQ:

Q: Tại sao mạch ALU không hoạt động như mong đợi? A: Có thể có một số lỗi kết nối hoặc lỗi lập trình, cần kiểm tra và sửa lỗi.

Q: Cách xác định đầu vào và đầu ra của các chip trong mạch ALU? A: Cần tham khảo datasheet của mỗi chip để xác định đúng các chân kết nối.

Q: Tại sao chúng ta cần sử dụng XOR gates trong mạch ALU? A: XOR gates được sử dụng để thực hiện phép xor cho B Register, để có thể thực hiện phép trừ.