单片机入门基础数字电路之什么是半加器,什么是全加器?
本文主要介绍半加器和全加器,通过逻辑电路和其真值表了解它们的原理,以了解单片机、CPU是怎么工作的 。
在进入这个主题之前,要先了解布尔逻辑和逻辑门,这对本文的阅读,或者阅读其他数字电路资料非常重要 。
什么是加法器?
加法器是一种计算器,用于将两个二进制数相加 。这个计算器不是指带有按钮的计算器,这是一种可以与许多其他电路集成以实现广泛应用的电路 。有两种加法器:
1. 半加器
2. 全加器
半加器:
在半加器和其它逻辑门的帮助下,我们可以设计能够执行简单加法的电路 。
让我们先来看看一位二进制的加法 。
0+0 = 0
0+1 = 1
1+0 = 1
1+1 = 10
一位二进制加法器是最小单元,上面的算式可以看到1+1=10,有2位输出 。
因此,上述加法算式可以写成:
0+0 = 00
0+1 = 01
1+0 = 01
【结构和功能介绍 半加器和全加器的区别及逻辑表达式】1+1 = 10
这里'10'的输出'1'为进位 。结果显示在下面的真值表中 。
先看看实现半加器的逻辑图 。
从真值表和逻辑图中可以清楚地看出,这个 1 位加法器用异或门和进位的与门实现,输出“Sum” 。
对于复杂的加法,可能存在多位数相加的情况 。这需要更合适的加法器来帮助——全加器 。
全加器:
两个半加器电路可以实现一个全加器 。第一个半加法器将用于将 A 和 B 相加以产生部分和 。后一个半加法器用于将 CIN 与前一个半加法器产生的和相加,以获得最终的 S 输出 。
任何半加器逻辑产生进位,就会有一个输出进位 。因此,COUT 将是半加器进位输出 。看看下面全加器逻辑电路的实现 。
这种类型的加法器比半加法器的实现稍微复杂 。半加器和全加器的主要区别在于全加器具有三个输入和两个输出 。
前两个输入是加数“A”和 “B”,第三个输入是前面一步的运算进位CIN,如1+1=10,结果“10”中的“1”就是CIN,用于下一次相加运算的输入 。
从上面的真值表和全加器逻辑图,我们可以看到,输出S是输入 A 与 B 的半加器运算结果和进位CIN的异或运算 。
我们还必须注意,只有当“A”,“B”“CIN”输入中的任意两个输入为高电平时,COUT 才会为真 。
把全加器复杂的逻辑图抽象出来,用以下图来表示:
使用这种抽象类型的符号,我们把多个全加器组合,从前一个单元全加器输出一个进位,并将这个进位发送到下一个全加器,可以组成多位加法器 。
在计算机中,对于多位运算,每个位由一个全加器表示 。因此,要把4位二进制数相加,可以通过两个由4个全加器组合形成的多位加法器来完成 。
上面为数字电路的加法器相关介绍,错误之处欢迎指出 。
推荐阅读
- 白醋和洗面奶可以同时使用吗
- 鸢尾属植物 花语 鸢尾花的花语和传说
- 三角梅养殖方法和注意事项 三角梅的养殖方法技巧
- 猎天使魔女2日版和美版区别
- 三色堇的种植方法 三色堇的种植方法和注意事项
- 三色堇的花语和含义 三色堇的花语和传说
- 晶振结构与原理作用介绍 晶振电路的作用是什么
- 一品冠花语 一品红的花语和传说
- 表达了作者苏洵怎样的感情 九日和韩魏公诗歌鉴赏
- 七叶莲的养殖方法和注意事项 一叶莲的养殖方法和注意事项