Een full-adder is een soort geïntegreerde schakeling waarmee twee niveaus van de ingangsspanning, vertegenwoordigd door binaire "1" of "0", bij elkaar worden opgeteld. Een som van die twee binaire getallen wordt geproduceerd aan de uitgang van de volledige-adder, ook in de vorm van een binaire 1 of 0. Het creëren van een 4-bits rekenkundige circuit betekent dat twee 4-bits (vier-decimalen) getallen worden toegevoegd. Elke volledige-adder komt overeen met 1-bits daarom, vier volle-adders zijn nodig om te bouwen van een 4-bits circuit. Vandaag, zijn 4-bits full-adders geprefabriceerde, in een enkele geïntegreerde schakeling. Het proces van het ontwerpen van het 4-bits circuit is echter nog steeds nuttig voor het begrijpen van de werking van een volledig-adder.
Wat die u nodig hebt
- Papier
- Potlood
- 4-bits full-adder gegevensblad
- Binaire referentie
Full-Adder lay-out
Vier aparte pleinen, trekken in een horizontale lijn. Elke één vertegenwoordigt één volledige-adder.
Label de meest rechtse full-adder "LSB." Dit staat voor de "minste significante beetje." Bijvoorbeeld, in het binaire getal 1000 is de LSB het laatste cijfer op het recht, of 0.
Gebruik een binaire referentie zoals Grinnell College "The Binary System" (zie sectie "Bronnen") voor de rest van deze tutorial.
Label de meest linkse full-adder "MSB." Dit staat voor het "meest significante beetje." In het binaire getal 1000 is de MSB het eerste cijfer op de linkerkant, of 1.
Label de in- en uitgangen van elke full-adder, met een 4-bits full-adder gegevensblad als referentie. Het schrijven van "A", "B" en "Cin" aan de bovenkant van elke full-adder en schrijven "E" en "Cout" aan de onderkant van elke full-adder. "A" en "B" staan voor de twee binaire ingangen, "Cin" staat voor dragen input, "E" staat voor de som (belangrijkste output) en "Cout" staat voor dragen uitvoer. Het gegevensblad vermeldt slechts één Cin en Cout maar in de ontwerpfase moet elke full-adder eigen Cin en Cout.
Label A, B, Cin, E en Cout van elk volledig-adder met een aantal bits. Schrijf een "1" on the LSB (meest rechtse) volledig-adder voor bit 1, schrijven '2' op de volgende volle-adder aan de linkerzijde, schrijven "3" op de volgende volle-adder aan de linkerkant en '4' op de MSB (meest linker) volledig-adder. Van links naar rechts, de full-adders moeten worden gelabeld: 4 3 2 1.
De indeling van de volledige 4-bits getallen, schrijf in een ruimte onder de full-adders de eerste 4-bits nummer, moet worden toegevoegd, overeenkomt met de "A"-ingangen en zal uitzien, van links naar rechts: A4 A3 A2 A1. Het tweede getal 4-bits worden toegevoegd, komt overeen met de "B"-ingangen en zal er als volgt uitzien: B4 B3 B2-B1. De som 4-bits, die overeenkomt met de "E"-uitgangen zal er zo uitzien: E4 E3 E2 E1. De volledige rekenkunde voor het circuit is: A4 A3 A2 A1 + B4 B3 B2 B1 = E4 E3 E2 E1.
Aansluiten van de Full-Adders
Label Cin1 grond"." Elektrisch, Cin1 (Cin in het gegevensblad) zal worden aangesloten op circuit grond, omdat er geen nummer "meegenomen" naar de LSB full-adder. Een draagtasje gaat alleen uit deze full-adder. Bijvoorbeeld, wanneer u toevoegt 6 + 6 in decimale notatie, de "2" in de eerste kolom van de som wordt geplaatst en de "1" is overgedragen naar de volgende kolom. Hetzelfde principe geldt in binaire toevoeging.
Teken een lijn van Cout1 naar Cin2, trekt een lijn van Cout2 naar Cin3 en trekt een lijn van Cout3 naar Cin4. In de eigenlijke geïntegreerde schakeling, deze verbindingen zijn intern gemaakt en ze zijn ontworpen om een draagtasje (binaire 1 of 0) doorgeven voor goede toevoeging.
Label Cout4 "Output Bit 5." Vanwege een draagtasje, zal de toevoeging van twee 4-bits getallen soms resulteren in een 5-bits getal. Daarom is er een totaal van vijf mogelijke uitgangen in een 4-bits rekenkundige circuit. Op dit moment Cout4 (Cout op het gegevensblad) kan worden geplaatst naast de uitgangen van de "E", als volgt: Cout4 E4 E1 E2 E3.
Twee nummers van de 4-bits worden toegevoegd en scheiden van elk 4-bits nummer in combinaties van de "AB", voor elke volledige-adder toewijzen. Bijvoorbeeld A4 A3 A2 A1 = 1000 en B4 B3 B2 B1 = 1000. Een nummer van de bits uit "A4 A3 A2 A1" zal worden toegevoegd aan hetzelfde bits nummer van "B4 B3 B2 B1." "0 + 0" naast ingangen A1 B1 schrijven, schrijven "0 + 0" naast de A2, B2, schrijven "0 + 0" naast A3 B3 en schrijven "1 + 1" naast A4 B4.
De toevoeging van elke full-adder, met inbegrip van de carry uitvoeren Voor A1 B1, 0 + 0 = 0 met geen dragen. Voor A2 B2, 0 + 0 = 0 met geen dragen. Voor de A3 B3, 0 + 0 = 0 met geen dragen. Voor A4 B4, 1 + 1 = 0 met een draagtasje van 1. Dat carry van 1 zullen de vijfde bit die wordt doorgegeven, via Cout4. De som van de 5-bits binaire 10000 is en de vijf uitgangen zijn als volgt, van links naar rechts: Cout4 = 1, E4 = 0, E3 = 0, E2 = 0, E1 = 0. Dit is hoe het circuit zich gedraagt, elektrisch.
Tips & waarschuwingen
- Voor deze tutorial is een functionele kennis van binaire getallen en binaire toevoeging essentieel. Het gegevensblad bevat slechts één Cin en Cout voor de geïntegreerde schakeling. De carry-bit wordt doorgegeven via elke 1-bits full-adder, in het 4-bits gecombineerde circuit, maar deze verbindingen worden gemaakt intern. De twee carry pinnen verminderen de grootte van de chip, circuit verbindingen gemakkelijker te maken. Het zien van een paar Cin/Cout voor elke volledige-adder biedt een logische voorbeeld van hoe de binaire toevoeging eigenlijk werkt.
- Label alles in het ontwerp, met een aantal en een beschrijving. Binaire getallen kunnen verwarrend zijn en dit zal helpen u "schreden uw," als er een probleem is.
