Obwód półsumujący i jego budowa

Komputer używa liczb binarnych 0 i 1. Obwód sumujący wykorzystuje te liczby binarne i oblicza sumę. Binarny sumator obwód może być wykonane przy użyciu EX-OR i AND bramy. Wynik sumowania zawiera dwa elementy, pierwszy to SUMA, a drugi to Przeprowadzenie.

Kiedy używamy procesu sumowania arytmetycznego w naszej matematyce podstawowej 10, na przykład dodawania dwóch liczb

Dodajemy każdą kolumnę od prawej do lewej i jeśli dodatek jest większy lub równy 10, używamy przenoszenia. W pierwszym dodaniu 6 + 4 to 10. Napisaliśmy 0 i przenieśliśmy 1 do następnej kolumny. Tak więc każda wartość ma wartość ważoną na podstawie pozycji w kolumnie.

W przypadku dodawania liczb binarnych proces jest taki sam. Zamiast dwóch liczb denarowych używane są tutaj liczby binarne. W systemie binarnym otrzymujemy tylko dwie liczby 1 lub 0. Te dwie liczby mogą reprezentować SUMA lub PRZENIESIENIE lub obie. Ponieważ w systemie liczb binarnych 1 jest największą cyfrą, przenoszenie tworzymy tylko wtedy, gdy suma jest równa lub większa niż 1 + 1 i dlatego bit przeniesienia zostanie przesłany do następnej kolumny w celu dodania.

Głównie istnieją dwa typy sumatorów: pół sumujący i pełny sumator. W sumatorze połówkowym możemy dodać 2-bitowe liczby binarne, ale nie możemy dodać bitu przeniesienia do pół sumatora wraz z dwoma liczbami binarnymi. Ale w Full Adder Circuit możemy dodać przeniesienie w bitu wraz z dwoma liczbami binarnymi. Możemy również dodawać liczby binarne o wielu bitach, kaskadując pełne obwody sumatora. W tym samouczku skupimy się na obwodzie Half Adder, aw następnym samouczku omówimy obwód pełnego sumatora. Używamy również niektórych układów scalonych, aby praktycznie zademonstrować obwód Half Adder.

Obwód sumujący połowę:

Poniżej znajduje się schemat blokowy Half-Addera, który wymaga tylko dwóch wejść i zapewnia dwa wyjścia.

Zobaczmy możliwe binarne dodanie dwóch bitów,

1 st Bit lub Digit	2 ND bitów lub cyfr	Suma całości <	Nieść
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Pierwsza cyfra, którą możemy oznaczyć jako A, a druga cyfra, którą możemy oznaczyć jako B, są dodawane i możemy zobaczyć wynik sumowania i przenieść bit. W pierwszych trzech wierszach 0 + 0, 0 + 1 lub 1 + 0 dodawanie wynosi 0 lub 1, ale nie ma bitu przeniesienia, ale w ostatnim wierszu dodaliśmy 1 + 1 i daje to bit przeniesienia 1 wraz z wynik 0.

Tak więc, jeśli widzimy działanie obwodu sumatora, potrzebujemy tylko dwóch wejść i wygeneruje dwa wyjścia, jedno jest wynikiem dodawania, oznaczonym jako SUMA, a drugie jest bitem CARRY OUT.

Budowa obwodu Half Adder:

Widzieliśmy powyżej schemat blokowy obwodu Half Adder z dwoma wejściami A, B i dwoma wyjściami - Sum, Carry Out. Możemy wykonać ten obwód za pomocą dwóch podstawowych bramek

1. 2-wejściowa bramka Exclusive-OR lub Ex-OR Gate
2. 2-wejściowa bramka AND.

2-wejściowa bramka Exclusive-OR lub Ex-OR Gate

Bramka Ex-OR jest używana do generowania bitu SUM, a bramka AND generuje bity przenoszenia tego samego wejścia A i B.

Jest to symbol dwóch wejść bramki EX-OR. A i B to dwa wejścia binarne, a SUMA to końcowe wyjście po dodaniu dwóch liczb.

Tabela prawdy bramki EX-OR to -

Wejście A	Wejście B	SUMAĆ
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

W powyższej tabeli możemy zobaczyć całkowitą sumę wyjścia bramki EX-OR. Kiedy którykolwiek z bitów A i B ma wartość 1, wyjście bramki przyjmuje wartość 1. W dwóch pozostałych przypadkach, gdy oba wejścia mają wartość 0 lub 1, bramka Ex-OR generuje 0 wyjść. Dowiedz się więcej o bramie EX-OR tutaj.

Bramka 2-wejściowa AND:

Bramka X-OR podaje tylko sumę i nie jest w stanie zapewnić przeniesienia bitu na 1 + 1, potrzebujemy kolejnej bramki dla Carry. Brama AND idealnie pasuje do tej aplikacji.

Jest to podstawowy obwód bramki z dwoma wejściami AND. Podobnie jak bramka EX-OR posiada dwa wejścia. Jeśli dostarczymy bit A i B na wejściu, wygeneruje wynik.

Wynik zależy od tabeli prawdy bramki AND -

Wejście A	Wejście B	Przenieś wyjście
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

W powyższym tabeli prawdy bramki AND jest pokazana, gdzie wygeneruje dane wyjściowe tylko wtedy, gdy oba wejścia mają wartość 1, W przeciwnym razie nie zapewni wyjścia, jeśli oba wejścia mają wartość 0 lub którekolwiek z wejść ma wartość 1. Dowiedz się więcej o bramce AND.

Obwód logiczny Half-Adder:

Tak więc obwód logiczny Half-Adder może być wykonany przez połączenie tych dwóch bramek i zapewnienie tego samego wejścia w obu bramkach.

To jest budowa obwodu Half-Adder, jak można zobaczyć dwie bramy są łączone i tym samym wejście A i B są w obu bramach i otrzymujemy wyjście SUM całej EX-OR gate i przeprowadzenia bit poprzek i brama.

Wyrażenie logiczne obwodu Half Adder IS-

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

Tabela prawdy obwodu Half-Adder jest następująca:

Wejście A	Wejście B	SUM (wyjście XOR)	CARRY (I wyjdź)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Praktyczna demonstracja obwodu połowy sumatora:

Możemy sprawić, by obwód był rzeczywisty na płytce prototypowej, aby go wyraźnie zrozumieć. W tym celu użyliśmy dwóch powszechnie stosowanych układów XOR i AND z 74 serii 74LS86 i 74LS08.

Oba są układami scalonymi bramki. 74LS86 ma cztery bramki XOR wewnątrz chipa, a 74LS08 ma wewnątrz cztery bramki AND. Te dwa układy scalone są powszechnie dostępne i za ich pomocą wykonamy obwód Half-Adder.

Poniżej znajduje się schemat pinów dla obu układów scalonych:

Schemat obwodu wykorzystujący te dwa układy scalone jako obwód półsumatora

Mamy skonstruowany obwód w makiet i obserwowano wyjście.

W powyższym jeden schemat obwodu bramki XOR z 74LS86 jest używana, a także jeden z i bramki 74LS08 jest używany . Pin 1 i 2 74LS86 to wejście bramki, a pin 3 to wyjście bramki, z drugiej strony pin 1 i 2 74LS08 to wejście bramki AND, a pin 3 to wyjście bramki. Pin nr 7 obu układów jest podłączony do GND, a 14- ^ty pin obu układów jest podłączony do VCC. W naszym przypadku VCC to 5v. Dodaliśmy dwie diody LED, aby zidentyfikować wyjście. Gdy wyjście ma wartość 1, dioda LED będzie się świecić.

Dodaliśmy przełącznik DIP w obwodzie, aby zapewnić wejście na bramki, dla bitu 1 podajemy 5V jako wejście, a dla 0 podajemy GND przez rezystor 4,7k. Rezystor 4,7 k jest używany do zapewnienia 0 wejść, gdy przełącznik jest w stanie wyłączonym.

Film demonstracyjny znajduje się poniżej.

Obwód Half Adder jest używany do dodawania bitów i operacji związanych z wyjściem logicznym w komputerach. Ma też poważną wadę polegającą na tym, że nie możemy zapewnić bitu przenoszącego w układzie z wejściem A i B. Z powodu tego ograniczenia skonstruowany jest pełny obwód sumatora.