Full adderkrets och dess konstruktion

I tidigare handledning om halvaddarkretskonstruktion hade vi sett hur datorn använder enkla bit binära siffror 0 och 1 för att lägga till och skapa SUM och Carry out. Idag lär vi oss om konstruktionen av Full-Adder Circuit.

Här är en kort idé om binära tillsatser. Huvudsakligen finns det två typer av Adder: Half Adder och Full Adder. I halv adderare kan vi lägga till 2-bitars binära tal men vi kan inte lägga till bära bit i halv adderare tillsammans med de två binära siffrorna. Men i Full Adder Circuit kan vi lägga till carry in bit tillsammans med de två binära siffrorna. Vi kan också lägga till flera bitars binära nummer genom att kaskadera hela adderingskretsarna som vi kommer att se senare i denna handledning. Vi använder också IC 74LS283N för att praktiskt demonstrera Full Adder-kretsen.

Full Adder Circuit:

Så vi vet att Half-adder-kretsen har en stor nackdel att vi inte har möjligheten att ge 'Carry in' bit för tillägg. Om full adderkonstruktion kan vi faktiskt göra en inmatningsingång i kretsarna och kan lägga till den med andra två ingångar A och B. Så när det gäller Full Adder Circuit har vi tre ingångar A, B och Carry In och vi kommer att få slutprodukt SUM och Utföra. Så, A + B + CARRY IN = SUM och CARRY OUT.

Enligt matematik, om vi lägger till två halva siffror skulle vi få fullt tal, samma sak händer här i full adderkretskonstruktion. Vi lägger till två halva adderarkretsar med ett extra tillägg av OR-grinden och får en komplett full adderarkrets.

Full Adder Circuit Construction:

Låt oss se blockdiagrammet,

Full adderkretskonstruktionen visas i ovanstående blockschema, där två halvadderkretsar läggs till tillsammans med en ELLER-grind. Den första halvan adderar kretsen är på vänster sida, vi ger två enkla bit binära ingångar A och B. Som framgår av föregående halv adder handledning kommer den att producera två utgångar, SUM och Carry out. Den första halvan av adderingskretsens SUM-utgång tillhandahålls vidare till den andra halvan av adderingskretsens ingång. Vi tillhandahöll inmatningsbiten över den andra ingången i andra halvkretskretsen. Återigen kommer det att ge SUM ut och genomföra bit. Denna SUM-utgång är den slutliga utgången för Full adder-kretsen. Å andra sidan tillhandahålls Carry out of First half adder circuit och Carry out of second adder circuit vidare i ELLER-logikgrinden. Efter logik ELLER med två Carry-utgångar får vi den slutliga utföringen av full adderkrets.

Final Carry out representerar den viktigaste biten eller MSB.

Om vi ​​ser den faktiska kretsen inuti hela adderaren ser vi två halvaddare som använder XOR-grinden och AND-grinden med en extra ELLER-grind.

I bilden ovan visas faktiska symboler istället för blockdiagram. I föregående halvledarhandledning hade vi sett sanningstabellen för två logiska grindar som har två inmatningsalternativ, XOR och AND-grindar. Här läggs en extra grind till i kretsen, ELLER grinden.

Du kan lära dig mer om Logic-grindar här.

Sanningstabellen för full adderkrets:

Eftersom Full adder-krets behandlar tre ingångar, uppdateras sanningstabellen också med tre ingångskolumner och två utgångskolumner.

Bära in	Ingång A	Ingång B	BELOPP	Fullgöra
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

Vi kan också uttrycka hela adderkretskonstruktionen i booleskt uttryck.

När det gäller SUM, XOR först XOR A- och B-ingången och XOR-utgången igen med Carry in. Så summan är (A XOR B) XOR C.

Vi kan också uttrycka det med (A ⊕ B) ⊕ Bär in.

För genomförandet är det nu A OCH B ELLER Bär in (A XOR B), vilket vidare representeras av AB + (A ⊕ B).

Cascading Adder Circuits

Från och med nu beskrev vi konstruktionen av enkelbitarkopplingskrets med logiska grindar. Men vad händer om vi vill lägga till två fler än en bitnummer?

Här är fördelen med full adderkrets. Vi kan kaskadera enkla bitars adderingskretsar och kan lägga till två binära tal med flera bitar. Denna typ av kaskad full adder-krets kallas Ripple Carry Adder-krets.

I fallet med krusningsbärarkopplarkrets är det att köra ut från varje fulladdare som är den nästa viktigaste adderarkretsen. Eftersom bärbiten krusar in i nästa steg kallas den som krusningsbärarkrets. Bärbits krusade från vänster till höger (LSB till MSB).

I ovanstående blockschema lägger vi till två tre bitars binära tal. Vi kan se att tre kompletta adderingskretsar är kaskad tillsammans. Dessa tre fulla adderingskretsar producerar det slutliga SUM-resultatet, vilket produceras av dessa tre summautgångar från tre separata halvadderkretsar. Carry out är direkt ansluten till nästa betydande adderingskrets. Efter den slutliga adderarkretsen, utför Carry out den sista genomföringsbiten.

Denna typ av krets har också begränsningar. Det kommer att ge oönskad fördröjning när vi försöker lägga till ett stort antal. Denna fördröjning kallas förökningsfördröjning. Under tillägget av två 32-bitars eller 64-bitarsnummer väntar Carry out-biten som är den slutliga utgångens MSB på ändringarna i tidigare logiska grindar.

För att övervinna denna situation krävs mycket hög klockhastighet. Emellertid kan detta problem lösas med hjälp av "carry look ahead" binär adderarkrets där en parallell adderare används för att producera inmatningsbit från A- och B-ingången.

Praktisk demonstration av Full Adder Circuit:

Vi använder ett helt adderlogikchip och lägger till 4-bitars binära nummer med det. Vi använder TTL 4-bitars binär adderarkrets med IC 74LS283N.

Komponenter som används-

1. 4-poliga doppbrytare 2 st
2. 4st röda lysdioder
3. 1 st Grön LED
4. 8st 4,7k motstånd
5. 74LS283N
6. 5 st 1k motstånd
7. Bakbord
8. Anslutande ledningar
9. 5V-adapter

I bilden ovan visas 74LS283N. 74LS283N är ett 4-bitars full adder TTL-chip med bär framåt-funktion. Stiftdiagrammet visas i schematiska bilden nedan.

Stift 16 och stift 8 är VCC respektive jord, stift 5, 3, 14 och 12 är det första 4-bitarsnumret (P) där stift 5 är MSB och stift 12 är LSB. Å andra sidan är stift 6, 2, 15, 11 det andra 4-bitarsnumret där stift 6 är MSB och stift 11 är LSB. Stift 4, 1, 13 och 10 är SUM-utgången. Stift 4 är MSB och stift 10 är LSB när det inte finns någon utförande.

4.7k-motstånd används i alla ingångsstift för att ge logik 0 när DIP-omkopplaren är i OFF-läge. På grund av motståndet kan vi enkelt byta från logik 1 (binär bit 1) till logik 0 (binär bit 0). Vi använder 5V strömförsörjning. När DIP-omkopplarna är PÅ, kortsluts ingångsstiften med 5V; vi använde röda lysdioder för att representera SUM-bitarna och gröna LED för genomförande-bit.

Kolla också demonstrationsvideon nedan där vi har visat att du lägger till två 4-bitars binära nummer.