详解加法器的电路实现
基本思路:想一种办法使得三排开关连起来
输入信息:
输出信息
实现:
异或门实现和运算;
与门实现进位运算;
将一个异或门和与门电路并联封装一起来,就是一个半加器
输入信息
输出信息
实现:
两个半加器和一个或门电路=全加器
第一个半加器的输入是被加数和加数,输出是和S1,进位信息C1;
第二个半加器的输入是个位的进位信息C0,及上一步的计算结果R1,输出是和S2,进位信息C2;
或门电路的输入是第二个半加器的进位信息C2,和第一个半加器的进位信息C1,输出是进位信息C3;
思考题
这一讲,详细讲解了无符号数的加法器是怎么通过电路搭建出来的。那么,如果是使用补码表示的有符号数,这个加法器是否可以实现正数加负数这样的运算呢?如果不行,我们应该怎么搭建对应的电路呢?
答:使用全加器可以实现使用补码表示的有符号数,但需要对文中的加法器电路进行优化。
根据正数加负数转换成正数加上这个负数的补码,将减法运算转化成加法运算,比如A-B=A+(-B)=A+(~B+1),即:如果发现是做减法,则就将B作为一个非门的输入,且给设置低位的进位输入为1,即可;
如何检测溢出?
首先,列举下两个有符号数相加产生溢出的条件:
其次,可以根据最高数值位是否产生进位,以及符号位是否产生进位来判断是否有溢出发生,即如果最高位的进位输入和最高位的进位输出不相等的话,就表示发生了溢出。对应的电路实现是使用最高位的进位输出和进位输出作为一个异或门的输入即可,如果异或门的输出是1,就表示发生了溢;如果该异或门的输出是0,表示没有溢出。
对应上面的四种情况就是:
加法器原理及电路图
画出全加器逻辑图并给出进位公式一位全加器(FA)的逻辑表达式为:S=A_B_Cin,Co=AB+BCin+ACin,其中A,B为要相加的数,Cin为进位输入,S为和,Co是进位输出。一位全加器的真值表如下图,其中Ai为被加数,Bi为加数,相邻低位来的进位数为Ci-1,输出本位和为Si。Y为全加器的和S,2Y为全加器的高位进位C1,于是就可以令数据选择器的输入为:A1=A,A0=B,1DO=1D3=C0,1D1=1D2=C0反,2D0=0,2D3=1,2D1=2D2=C0,1Q=S1,2Q=C1;根据对应的管脚连接电路。在其它位,都是三个一位数相加,同样会产生C(进位)以及S(和)。三个一位数相加,这就必须用“全加器”完成了。它们的真值表以及逻辑表达式,在图中,都已给出。它们的逻辑电路图,当然也可以用“门电路”组成。如何用两片CD4008实现8位二进制数加法?并画出电路图1、1110只能用半加器来计算最右边一列数:即1加1等于0,进位为1。对于右边第2列数,由于进位的存在,需要加3个数。接下来的几列都有这个问题,每一列二进制位的加法都包括了来自前一列的进位。2、将图中的电路简化,用下图表示一位全加器。八个一位全加器串联可以组成一个八位全加器,一次可以实现一个字节即八位二进制数的加法运算。3、楼上的答案是错的。那个电路应该实现的是两个数的低四位的相加,用74LS238实现两个八位二进制相加,应该是用283把两个八位的数的各自低四位先相加,然后会输出四位,进位端在和其中一个高八位的高四位相加。4、该处理用8位的二进制加法器来完成,处理后的数据介于0~99之间,再用同样的方法确定十位Y1即(分别于30、40、50、60、70、80、90比较,为节约时间可用二分法),比较后即可得到十位。5、如果作最低四位的话,可以把C0置0(接地)。74LS283可以进行4位的二进制加法运算,对于无符号整数,可以进行(0~15)+(0~15)的加法运算,和的范围在0~30之间。6、位二进制补码的计算:先按位取反,也就是把1变成0,把0变成1,得到反码;把得到反码末位再加1即得到补码。例如:10110011,先按位取反得到01001100,再把01001100加上1,得到01001101,这就是补码。求二,三,四位全加器在proteus上的仿真的电路图解1、三位加法器仿真图,两个加数的输入的高A3,B3不用了,要接地,输出端的和也是3位的,高位A3就是进位输出了。2、二进制全加器用于门电路实现两个二进制数相加并求出和的组合线路,称为一位全加器。一位全加器可以处理低位进位,并输出本位加法进位。多个一位全加器进行级联可以得到多位全加器。常用二进制四位全加器74LS283。3、Proteus软件是英国LabCenterElectronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。4、全加器可对两个多位二进制数进行加法运算,同时产生进位。
加法器的应用有哪些?
加法器的应用有计算加法、测量电路。简介:加法器是为了实现加法的。对于1位的二进制加法,相关的有五个的量:1,被加数A,2,加数B,3,前一位的进位CIN,4,此位二数相加的和S,5,此位二数相加产生的进位COUT。前三个量为输入量,后两个量为输出量,五个量均为1位。对于32位的二进制加法,相关的也有五个量:1,被加数A(32位),2,加数B(32位),3,前一位的进位CIN(1位),4,此位二数相加的和S(32位),5,此位二数相加产生的进位COUT(1位)。要实现32位的二进制加法,一种自然的想法就是将1位的二进制加法重复32次(即逐位进位加法器)。这样做无疑是可行且易行的,但由于每一位的CIN都是由前一位的COUT提供的,所以第2位必须在第1位计算出结果后,才能开始计算。第3位必须在第2位计算出结果后,才能开始计算,等等。而最后的第32位必须在前31位全部计算出结果后,才能开始计算。这样的方法,使得实现32位的二进制加法所需的时间是实现1位的二进制加法的时间的32倍。