Unidad Aritmético Lógica (ALU)

Construye una ALU de 4 bits que realiza operaciones aritméticas y lógicas—el corazón computacional de cada CPU.

Overview

La ALU es la calculadora del CPU—realiza todas las operaciones aritméticas (suma, resta) y lógicas (AND, OR, XOR). La clásica ALU de 4 bits 74LS181 puede realizar 16 operaciones aritméticas diferentes y 16 operaciones lógicas diferentes seleccionadas por 4 bits de función. Entender la ALU es clave para comprender cómo calculan las computadoras.

Components Needed

  • 1x SN74LS181 IC (ALU de 4 bits)
  • 8x LED
  • 12x Interruptor
  • severalx Cables

Instructions

  1. Estudiar el Diagrama de Pines del 74LS181

    El 74LS181 tiene dos entradas de 4 bits (A, B), salida de 4 bits (F), selección de función (S0-S3), modo (M), acarreo de entrada/salida y salidas de comparación. Revisa la tabla de funciones.

  2. Conectar la Alimentación y las Entradas

    Conecta VCC y GND. Conecta 8 interruptores a las entradas A y B (4 cada una). Conecta 4 interruptores a S0-S3 y uno a M.

  3. Conectar las Salidas y Banderas

    Conecta 4 LEDs a la salida F. Añade LEDs para el acarreo de salida, la comparación A=B y otras señales de estado.

  4. Probar el Modo Aritmético

    Configura M=0 para aritmética. Prueba la suma (S=1001): ingresa dos números, verifica la suma. Prueba la resta y otras funciones aritméticas.

  5. Probar el Modo Lógico

    Configura M=1 para lógica. Prueba las operaciones AND, OR, XOR, NOT. Verifica el comportamiento a nivel de bits con tus patrones de prueba.

Challenges

  • Conecta dos 74LS181 en cascada para operaciones de 8 bits
  • Construye una calculadora simple que muestre los resultados
  • Implementa banderas de condición (cero, negativo, acarreo, desbordamiento)
  • Crea un registro acumulador que retroalimente una entrada de la ALU