Cómo diseñar un circuito aritmético 4 bits usando sumadores completos 4

Un sumador completo es un tipo de circuito integrado que permite dos niveles de voltaje de entrada , representado por el binario " 1 " o " 0 ", que se suman. Una suma de estos dos números binarios se produce en la salida del sumador completo , también en la forma de un binario 1 o 0 . Creación de un circuito aritmético de 4 bits significa que se suman dos números de 4 bits ( cuatro lugares decimales). Cada sumador completo corresponde a 1 bit por lo tanto , se necesitan cuatro sumadores completos para construir un circuito de 4 bits . Hoy en día , 4 bits - sumadores completos son prefabricadas , en un solo circuito integrado . Sin embargo , el proceso de diseño del circuito de 4 bits sigue siendo útil para la comprensión de cómo funciona un sumador completo . Cosas que necesitará
Papel
Pencil Página 4 bits sumador completo ficha
binario referencia
Ver Más instrucciones Layout sumador completo
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Dibuja cuatro cuadrados separados, en una línea horizontal. Cada uno de ellos representa un sumador completo .
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Etiqueta del extremo derecho sumador completo " LSB ". Esto representa el " bit menos significativo . " Por ejemplo, en el número binario 1000, el LSB es el último dígito de la derecha, o 0.

Utilice una referencia binaria como "El sistema binario " del Grinnell College ( véase la sección " Recursos ") para la resto de este tutorial.
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Etiqueta del sumador completo más a la izquierda " MSB ". Esto representa el " bit más significativo ". En el número binario 1000, el MSB es el primer dígito de la izquierda , o 1 .
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etiquetas de las entradas y salidas de cada sumador completo , utilizando una hoja de datos de 4 bits sumador completo como una referencia . Escriba " A", " B" y " Cin " en la parte superior de cada sumador completo y escribir "E " y " Cout " en la parte inferior de cada sumador completo . "A" y la posición "B " para las dos entradas binarias , " Cin " es sinónimo de entrada de acarreo , "E " representa la suma ( salida principal) y " Cout " significa salida de acarreo . Esta hoja de datos sólo muestra una Cin y Cout pero en la etapa de diseño, cada sumador completo necesita su propio Cin y Cout .
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etiqueta A, B, Cin , E y Cout de cada sumador completo con un número de bit . Escriba un " 1" en la LSB ( a la derecha) sumador completo de 1 bit , escriba " 2 " en la siguiente sumador completo a la izquierda , escriba " 3 " en la siguiente sumador completo a la izquierda y escriba " 4 " en el MSB ( a la izquierda) sumador completo . De izquierda a derecha, los sumadores completos deben ser etiquetados : . 4 3 2 1
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Escriba el formato de los números completos de 4 bits , en un espacio bajo los sumadores completos El primer 4 número de bits, que se añade , corresponde a las entradas "A" y se verá así , de izquierda a derecha: A4 A3 A2 A1. El segundo número de 4 bits que se añade , corresponde a las entradas "B" y se verá así : B4 B3 B2 B1. La suma de 4 bits , que corresponde a la "E" salidas se verá así : E4 E3 E2 E1. La aritmética completa para el circuito es: A4 A3 A2 A1 + B1 B2 B3 B4 = E4 E3 E2 E1
Conexión del sumadores completos
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Label Cin1 " . terreno " . Eléctricamente, Cin1 ( Cin en la hoja de datos) se conectará a tierra del circuito , porque no hay un número " realizado " en el LSB sumador completo . Un carry sólo saldrán de este sumador completo . Por ejemplo , cuando la adición de 6 6 en decimal , el " 2 " se coloca en la columna de la primera y la suma " 1 " se lleva a la siguiente columna . El mismo principio se aplica en adición binaria .
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Dibuja una línea desde Cout1 a Cin2 , dibuje una línea desde Cout2 a Cin3 y dibujar una línea desde Cout3 a Cin4 . En el circuito integrado actual, estas conexiones se realizan internamente y están diseñados para pasar un acarreo (binario 1 o 0 ) a lo largo de la adición adecuada.
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Label Cout4 " Bit de salida 5 . " Debido a un acarreo , la adición de dos números de 4 bits a veces resultar en un número de 5 bits . Por lo tanto , hay un total de cinco salidas posibles en un circuito aritmético de 4 bits . En este punto, Cout4 ( Cout en la hoja de datos) puede ser colocado al lado de la "E" salidas de la siguiente manera : . Cout4 E4 E3 E2 E1
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asignar dos números de 4 bits que se añaden y separe cada número de 4 bits en pares "AB" , para cada sumador completo . Por ejemplo , A4 A3 A2 A1 = 1,000 y B4 B1 B2 B3 = 1,000 . Un número de bit de " A4 A3 A2 A1" se agregará al mismo número de bits de " B4 B3 B2 B1. " Escriba "0 0 " junto a las entradas B1 A1 , escriba " 0 0 " junto a A2 B2, escriba " 0 0 " junto a A3 B3 y escribe " 1 +1 " al lado de A4 B4.

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Realizar la adición de cada sumador completo , incluido el transporte. Por A1 B1, 0 +0 = 0 sin acarreo. Para B2 A2, 0 +0 = 0 sin acarreo. Para A3 B3, 0 +0 = 0 sin acarreo. Para A4 B4, 1 +1 = 0 con un acarreo de 1 . Que llevan de 1 será el quinto bit que se transmite , a través de Cout4 . La suma de 5 bits es binaria 10000 y las cinco salidas son de la siguiente manera , de izquierda a derecha : Cout4 = 1 , E4 = 0 , E3 = 0 , E2 = 0 , E1 = 0 . Así es como se comporta el circuito eléctrico.