- Circuit complet de sumator:
- Construcția circuitului de completare a sumatorului:
- Circuite Adder în cascadă
- Demonstrație practică a circuitului complet adder:
- Componente utilizate-
În tutorial anterior de construcție de circuit jumătate vipera, am văzut modul în care computerul utilizează numere binare de un singur bit 0 și 1 pentru adăugarea și de a crea USM și să efectueze. Astăzi vom afla despre construcția circuitului Full-Adder.
Iată o scurtă idee despre aditivii binari. În principal, există două tipuri de Adder: Half Adder și Full Adder. În jumătate de sumator putem adăuga numere binare pe 2 biți, dar nu putem adăuga bit de transport în jumătate de sumator împreună cu cele două numere binare. Dar în Circuitul Adder Complet putem adăuga bitul de transfer împreună cu cele două numere binare. Putem adăuga, de asemenea, numere binare de mai mulți biți prin cascadă a circuitelor adder complete, pe care le vom vedea mai târziu în acest tutorial. De asemenea, folosim IC 74LS283N pentru a demonstra practic circuitul Full Adder.
Circuit complet de sumator:
Deci, știm că circuitul cu jumătate de sumator are un dezavantaj major că nu avem scopul de a furniza bitul „Carry in” pentru adăugare. În cazul în care construcția completă a sumatorului, putem efectua o intrare de transport în circuit și am putea să o adăugăm cu alte două intrări A și B. va obține rezultatul final SUM și se va efectua. Deci, A + B + CARRY IN = SUM și REALIZAȚI.
Conform matematicii, dacă adăugăm două jumătăți de numere, am obține numărul complet, același lucru se întâmplă aici în construcția completă a circuitului sumator. Adăugăm două circuite cu jumătate de sumator cu un plus de poartă SAU și obținem un circuit complet de sumator complet.
Construcția circuitului de completare a sumatorului:
Să vedem diagrama bloc,
Circuit complet de sumatorconstrucția este prezentată în diagrama bloc de mai sus, unde două circuite jumătate de sumator adăugate împreună cu o poartă SAU. Prima jumătate a circuitului sumator este pe partea stângă, oferim două intrări binare pe un singur bit A și B. După cum s-a văzut în tutorialul jumătate de sumator anterior, va produce două ieșiri, SUM și Carry out. Ieșirea SUM a circuitului sumatorului din prima jumătate este furnizată suplimentar intrării circuitului sumatorului din a doua jumătate. Am furnizat bitul de transfer pe cealaltă intrare a circuitului de comandă a doua jumătate. Din nou, acesta va oferi SUM out și Carry out bit. Această ieșire SUM este ieșirea finală a circuitului Adder complet. Pe de altă parte, circuitul Efectuare din prima jumătate a sumatorului și Efectuarea circuitului secundar al sumatorului sunt furnizate în continuare în poarta logică SAU. După logica SAU a două ieșiri Carry, obținem realizarea finală a circuitului complet al sumatorului.
Finalizarea finală reprezintă cel mai semnificativ bit sau MSB.
Dacă vedem circuitul real în interiorul sumatorului complet, vom vedea două jumătăți de adunare care utilizează poarta XOR și poarta ȘI cu o poartă SAU suplimentară.
În imaginea de mai sus, în loc de diagrama bloc, sunt afișate simbolurile reale. În tutorialul anterior cu jumătate de sumator, am văzut tabelul adevărului a două porți logice care are două opțiuni de intrare, porțile XOR și AND. Aici se adaugă o poartă suplimentară în circuit, poarta SAU.
Puteți afla mai multe despre porțile logice aici.
Tabelul Adevărului circuitului Adder complet:
Întrucât circuitul Adder complet se ocupă de trei intrări, tabelul Adevăr a fost actualizat și cu trei coloane de intrare și două coloane de ieșire.
|
Cară în |
Intrare A |
Intrare B |
SUMĂ |
Executa |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
De asemenea, putem exprima construcția completă a circuitului sumatorului în expresie booleană.
Pentru cazul SUM, mai întâi XOR intrarea A și B, apoi din nou XOR ieșirea cu Carry in. Deci, suma este (A XOR B) XOR C.
O putem exprima și cu (A ⊕ B) ⊕ Continuă.
Acum, pentru Carry out, este A AND B SAU Carry in (A XOR B), care este reprezentat în continuare de AB + (A ⊕ B).
Circuite Adder în cascadă
Începând de acum, am descris construcția circuitului adder cu un singur bit cu porți logice. Dar dacă vrem să adăugăm două mai multe numere de biți?
Iată avantajul circuitului complet de sumator. Putem în cascadă circuite de sumator complet pe un singur bit și am putea adăuga două numere binare multiple pe biți. Acest tip de circuit în sumă completă în cascadă se numește circuit Ripder Carry Adder.
În cazul circuitului Ripper Carry Adder, Efectuarea din fiecare sumator complet este Transportul următorului circuit de sumator cel mai semnificativ. Deoarece bitul Carry este ondulat în etapa următoare, este numit circuitul Ripple Carry Adder. Bitul de transport este ondulat de la stânga la dreapta (LSB la MSB).
În diagrama bloc de mai sus adăugăm două numere binare pe trei biți. Putem vedea trei circuite de completare completă sunt în cascadă împreună. Aceste trei circuite de sumator complet produc rezultatul final SUM, care este produs de aceste trei ieșiri sumare din trei circuite separate de sumator. Efectuarea este conectată direct la următorul circuit însumator semnificativ. După circuitul final al sumatorului, Efectuați furnizați bitul final de efectuare.
Acest tip de circuit are, de asemenea, limitări. Va produce întârziere nedorită atunci când încercăm să adăugăm un număr mare. Această întârziere se numește întârziere de propagare. În timpul adăugării a două numere de 32 de biți sau 64 de biți, bitul Carry out, care este MSB al ieșirii finale, așteptați modificările din porțile logice anterioare.
Pentru a depăși această situație, este necesară o viteză de ceas foarte mare. Cu toate acestea, această problemă poate fi rezolvată folosind circuitul de adunare binară carry look forward în care se utilizează un adder paralel pentru a produce bitul de transfer de la intrarea A și B.
Demonstrație practică a circuitului complet adder:
Vom folosi un cip logic complet de adăugare și vom adăuga numere binare de 4 biți folosindu-l. Vom folosi circuitul binar de adunare TTL pe 4 biți folosind IC 74LS283N.
Componente utilizate-
- Întrerupătoare cu 4 pini 2 buc
- 4 buc LED-uri roșii
- 1 buc LED verde
- 8buc rezistențe 4.7k
- 74LS283N
- 5 buc rezistențe 1k
- Breadboard
- Conectarea firelor
- Adaptor de 5V
In imaginea de mai sus 74LS283N este shown.74LS283N este un 4bit plin vipera cip TTL cu caracteristică înainte de transport uite. Diagrama pin este prezentată în schema de mai jos.
Pinul 16 și Pinul 8 sunt VCC și respectiv Ground, Pinul 5, 3, 14 și 12 sunt primul număr de 4 biți (P) în care Pinul 5 este MSB și pinul 12 este LSB. Pe de altă parte, Pinul 6, 2, 15, 11 sunt al doilea număr de 4 biți în care Pinul 6 este MSB și pinul 11 este LSB. Pinul 4, 1, 13 și 10 sunt ieșirea SUM. Pinul 4 este MSB și pinul 10 este LSB atunci când nu există efectuare.
Rezistențele 4.7k sunt utilizate în toate pinii de intrare pentru a furniza logica 0 atunci când comutatorul DIP este în starea OFF. Datorită rezistorului, putem trece cu ușurință de la logica 1 (bitul binar 1) la logica 0 (bitul binar 0). Folosim sursa de alimentare de 5V. Când comutatoarele DIP sunt PORNITE, pinii de intrare se scurtcircuitează cu 5V; am folosit LED-uri roșii pentru a reprezenta biții SUM și Ledul verde pentru bitul Carry out.
De asemenea, verificați videoclipul demonstrativ de mai jos, unde am arătat adăugarea a două numere binare pe 4 biți.