Jumătate de circuit de vipere și construcția sa

Computerul folosește numerele binare 0 și 1. Un circuit sumator folosește aceste numere binare și calculează adunarea. Un circuit sumator binar poate fi realizat folosind porți EX-OR și AND. Rezultatul de însumare oferă două elemente, primul este SUM și al doilea este Carry Out.

Când folosim procesul de însumare aritmetică în baza noastră matematică 10, cum ar fi adăugarea a două numere

Adăugăm fiecare coloană de la dreapta la stânga și dacă adunarea este mai mare sau egală cu 10, vom folosi carry. În prima adăugare 6 + 4 este 10. Am scris 0 și ducem 1 la coloana următoare. Deci, fiecare valoare are o valoare ponderată pe baza poziției coloanei sale.

În cazul adăugării unui număr binar, procesul este același. În locul celor două numere denare aici se folosesc numere binare. În binar, obținem doar două numere fie 1, fie 0. Aceste două numere pot reprezenta SUMA sau CARRY sau ambele. La fel ca în sistemul de numere binare, 1 este cea mai mare cifră, producem carry doar atunci când adunarea este egală sau mai mare de 1 + 1 și, din această cauză, bitul de carry va fi trecut peste coloana următoare pentru adunare.

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. În acest tutorial ne vom concentra pe circuitul Half Adder și în următorul tutorial vom acoperi circuitul Full Adder. De asemenea, folosim câteva IC-uri pentru a demonstra practic circuitul Half Adder.

Jumătate circuit Adder:

Mai jos este diagrama bloc a unui Half-Adder, care necesită doar două intrări și oferă două ieșiri.

Să vedem posibile adăugări binare de doi biți,

1 st bit sau Digit	Al 2 - lea bit sau cifră	Suma din totalul <	Transporta
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Prima cifră, o putem numi A și a doua cifră o putem numi B, sunt adunate împreună și putem vedea rezultatul însumării și poartă bitul. În primele trei rânduri 0 + 0, 0 + 1 sau 1+ 0 adăugarea este 0 sau 1, dar nu există bit de transport, dar în ultimul rând am adăugat 1 + 1 și se produce un bit de transport de 1 împreună cu rezultatul 0.

Deci, dacă vedem funcționarea unui circuit sumator, avem nevoie doar de două intrări și va produce două ieșiri, una este rezultatul adunării, notată ca SUM, iar alta este bitul CARRY OUT.

Construcția circuitului de jumătate de sumă:

Am văzut diagrama bloc a circuitului Half Adder de mai sus cu două intrări A, B și două ieșiri - Suma, Carry Out. Putem realiza acest circuit folosind două porți de bază

1. 2 intrări Exclusive-OR Gate sau Ex-OR Gate
2. 2-intrare ȘI Poartă.

2 intrări Exclusive-OR Gate sau Ex-OR Gate

Poarta Ex-OR este utilizată pentru a produce bitul SUM și AND Gate produce bitul de transport al aceleiași intrări A și B.

Acesta este simbolul a două intrări EX-OR gate. A și B sunt cele două intrări binare, iar SUMOUT este ieșirea finală după adăugarea a două numere.

Tabelul adevărului poarta EX-OR este -

Intrare A	Intrare B	SUMAȚI
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

În tabelul de mai sus putem vedea suma totală a ieșirii porții EX-OR. Când oricare dintre biții A și B este 1, ieșirea porții devine 1. În celelalte două cazuri când ambele intrări sunt 0 sau 1 poarta Ex-OR produce 0 ieșiri. Aflați mai multe despre poarta EX-OR aici.

2 intrări ȘI poartă:

Poarta X-OR oferă doar suma și nu putem furniza bitul de transport pe 1 + 1, avem nevoie de o altă poartă pentru Carry. ȘI poarta se potrivește perfect în această aplicație.

Acesta este circuitul de bază al celor două intrări ȘI poartă. La fel ca poarta EX-OR are două intrări. Dacă furnizăm bitul A și B în intrare, acesta va produce o ieșire.

Rezultatul depinde de tabelul de adevăr al porții ȘI -

Intrare A	Intrare B	Realizați rezultatele
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

În cele de mai sus, tabelul de adevăr al porții SI este prezentată în cazul în care acesta va produce numai ieșire atunci când ambele intrări sunt 1, în caz contrar nu va oferi o ieșire în cazul în care ambele intrări sunt 0 sau la oricare dintre intrări este 1. Aflați mai multe despre ȘI poarta aici.

Circuit logic semi-sumator:

Deci circuitul logic Half-Adder poate fi realizat prin combinarea acestor două porți și furnizarea aceleiași intrări în ambele porți.

Aceasta este construcția circuitului Half-Adder, așa cum putem vedea două porți sunt combinate și aceeași intrare A și B sunt furnizate în ambele porți și vom obține ieșire SUM peste EX-SAU poarta și să efectueze pic peste și poarta.

Expresia booleană a circuitului Half Adder este

SUMA = A XOR B (A + B) CARRY = A ȘI B (AB)

Tabelul de adevăr al circuitului Half-Adder este după cum urmează-

Intrare A	Intrare B	SUM (XOR out)	CARE (ȘI afară)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Demonstrație practică a circuitului pe jumătate de sumă:

Putem realiza circuitul în real pe tablă pentru a-l înțelege clar. Pentru aceasta am folosit două cipuri XOR și AND utilizate pe scară largă din seria 74 74LS86 și 74LS08.

Ambele sunt IC-uri de poartă. 74LS86 are patru porți XOR în interiorul cipului și 74LS08 are patru porți ȘI în interiorul acestuia. Aceste două IC-uri sunt disponibile pe scară largă și vom face circuitul Half-Adder folosind aceste două.

Mai jos este Diagrama Pin pentru ambele IC-uri:

Diagrama circuitului pentru a utiliza aceste două circuite integrate ca un circuit pe jumătate

Am construit circuitul în panou și am observat ieșirea.

In cea diagrama circuitului de mai sus a porții XOR din 74LS86 este folosit și de asemenea una dintre poarta AND din 74LS08 este utilizat . Pinii 1 și 2 din 74LS86 sunt intrarea porții și pinul 3 este ieșirea porții, pe cealaltă parte pinul 1 și 2 din 74LS08 este intrarea porții ȘI pinul 3 este ieșirea porții. Pinul 7 al ambelor IC-uri este conectat la GND, iar al 14- ^lea pin al ambelor IC-uri este conectat la VCC. În cazul nostru, VCC este de 5v. Am adăugat două leduri pentru a identifica ieșirea. Când ieșirea este 1, LED-ul va aprinde.

Am adăugat comutatorul DIP în circuit pentru a furniza intrarea pe porți, pentru bitul 1 oferim 5V ca intrare și pentru 0 furnizăm rezistență GND prin 4.7k. Rezistorul 4.7k este utilizat pentru a furniza 0 intrări atunci când comutatorul este în starea oprită.

Video demonstrativ este prezentat mai jos.

Circuitul Half Adder este utilizat pentru adăugarea de biți și operațiile legate de ieșirea logică în computere. De asemenea, are un dezavantaj major că nu putem furniza bit de transport în circuit cu intrări A și B. Datorită acestei limitări este construit circuitul complet al sumatorului.