半減法器

在電腦的世界裡,可以做任何數目系統而且複雜的演算,但是大多數的演算都藉由軟體(程式)來解決,而非用硬體(電路)直接進行各種演算,電腦的硬體或其他數位電路在做算術運算時,最基本的電路往往只有二進位加法器而已,至於減法可藉由補數的加法解決,乘法等於連續的加法,除法則是連續的減法,可見加法器在運算數位系統中的重要性,但它也不過是幾個邏輯閘就解決的電路,現在我們就先來瞭解二進加法的演算以及邏輯電路是如何做加法的。

基本簡介

在二進數目系統中只有兩個數字元號「0」與「1」,所以個位數的相加僅有以下四種可能:

從表6.1-1中很快的可以看出和的輸出式S=A'B+AB',這不就是S=A⊕B嗎?而進位部份的輸出式CO=A.B,這個不含前級進位輸入的加法器如圖6.1-1所示,稱為半加器(Half-adder),它的電路僅需一個互斥或閘和一個及閘組合即可。

半加器僅解決了個位數相加的問題,如果多位元相加就得考慮前一位元相加之後的進位輸入Ci,就像圖6.1-2的方塊圖所示輸入端必須有一個Ci的接腳,這個電路的邏輯組合將是如何呢?其實只要依組合邏輯設計的步驟,很快的就知道答案了,但是為了證明全加器可以用兩個半加器及一個或閘組合而成,在以下的組合邏輯的設計過程中要特別留意化簡的方法。

步驟一

瞭解電路需求後,知道輸入端有3個,輸出端有2個。

步驟二

以真值表分析輸入及輸出之間的關係如表6.1-1。

步驟三

以卡諾圖化簡每一個輸出應有的項,並列出布林代數式。

 步驟四

將布林代數式畫成電路圖。

步驟五

替換邏輯閘重繪電路,使得電路使用較少的IC。

將步驟四所得的電路框成以下的樣子,現在我們發現全加器(Full-Adder)可以用兩只半加器及一個或閘來完成了。

步驟六

至此一個全加器已經完成,讀者可以在實驗室裡依真值表的輸入條件測試其正確性,以加深印象。

有了全加器之後,一個長度為四位元的加法就可以用四個全加器加以完成如圖6.1-3所示,若加法中的位元增多時,僅需要將全加器並接至最高位元即可。

相關詞條

鹵化鉿半結地腳螺栓哈爾曼銅錳鋁合金電阻絲
半字半圓頭錘架桿半加減電路
過氧化鉿半光制墊圈陀螺部件組半減法器

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們