Yarım toplayıcı devresi ve yapısı

Bilgisayar, 0 ve 1 ikili sayılarını kullanır. Bir toplayıcı devresi bu ikili sayıları kullanır ve toplamayı hesaplar. EX-OR ve AND kapıları kullanılarak bir ikili toplayıcı devresi yapılabilir. Toplama çıktısı iki öğe sağlar, ilki TOPLA ve ikincisi Yürütme İşlemidir.

Temel 10 matematiğimizde aritmetik toplama işlemini kullandığımızda, iki sayı eklemek gibi

Her bir sütunu sağdan sola ekleriz ve toplama 10'dan büyük veya 10'a eşitse, taşıma kullanırız. İlk toplamada 6 + 4 10'dur. 0 yazdık ve 1'i bir sonraki sütuna taşıdık. Dolayısıyla, her değerin sütun konumuna göre ağırlıklı bir değeri vardır.

İkili sayı toplama durumunda süreç aynıdır. Burada iki denary sayı yerine ikili sayılar kullanılmıştır. İkili olarak, sadece 1 veya 0 olmak üzere iki sayı elde ederiz. Bu iki sayı TOPLA veya TAŞIMA veya her ikisini birden temsil edebilir. İkili sayı sisteminde olduğu gibi, 1 en büyük basamaktır, sadece toplama 1 + 1'e eşit veya daha büyük olduğunda taşıma üretiriz ve bu nedenle, taşıma biti toplama için bir sonraki sütuna geçirilecektir.

Esas olarak iki tür Toplayıcı vardır: Yarım Toplayıcı ve Tam Toplayıcı. Yarım toplayıcıda 2 bitlik ikili sayılar ekleyebiliriz ancak iki ikili sayı ile birlikte yarım toplayıcıda taşıma biti ekleyemeyiz. Ancak Tam Toplayıcı Devresinde iki ikili sayı ile birlikte biraz taşıma ekleyebiliriz. Tam toplayıcı devrelerini basamaklayarak birden çok bit ikili sayı da ekleyebiliriz. Bu eğitimde Yarım Toplayıcı devresine odaklanacağız ve sonraki Eğitimde Tam Toplayıcı devresini ele alacağız. Yarım Toplayıcı devresini pratik olarak göstermek için bazı IC'ler de kullanıyoruz.

Yarım Toplayıcı Devresi:

Aşağıda, yalnızca iki giriş gerektiren ve iki çıkış sağlayan bir Yarı Toplayıcının blok şeması bulunmaktadır.

İki bitin olası ikili toplamasını görelim,

1 st Bit veya rakam	2 nd Bit veya rakam	Toplamın toplamı <	Taşımak
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

İlk hane, A olarak ifade edebileceğimiz ve B olarak ifade edebileceğimiz ikinci hane birbirine eklenir ve toplama sonucunu ve taşıma bitini görebiliriz. İlk üç satırda 0 + 0, 0 + 1 veya 1+ 0 toplama 0 veya 1'dir ancak taşıma biti yoktur, ancak son satıra 1 + 1 ekledik ve 1 ile birlikte bir taşıma biti üretir. sonuç 0.

Biz bir toplayıcı devre işleme bakın, yani, sadece iki girişi gerekir ve iki çıkışı üretir, bir rakamı ile belirtilen, ek sonucudur TOPLAM ve diğeri TAŞIMA ÇIKIŞ biraz.

Yarım Toplayıcı Devrenin Yapısı:

Yukarıdaki Yarım Toplayıcı devresinin Blok Şemasını iki giriş A, B ve iki çıkışla gördük - Sum, Carry Out. Bu devreyi iki temel kapı kullanarak yapabiliriz

1. 2-girişli Exclusive-OR Kapısı veya Ex-OR Kapısı
2. 2-girişli AND Geçidi.

2-girişli Exclusive-OR Kapısı veya Ex-OR Kapısı

Ex-OR geçidi, SUM bitini üretmek için kullanılır ve AND Geçidi, aynı A ve B girişinin taşıma bitini üretir.

Bu, iki girişli EX-OR geçidinin sembolüdür. A ve B iki ikili giriştir ve SUMOUT, iki sayı ekledikten sonra son çıktıdır.

EX-OR geçidinin doğruluk tablosu -

Giriş A	Giriş B	TOPLA
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Yukarıdaki tabloda EX-OR geçidinin toplam toplam çıktısını görebiliriz. Herhangi bir bit biri olduğunda A ve B olan 1 kapısının çıkışı olur 1. Her iki girişin 0 veya 1 olduğu diğer iki durumda, Ex-OR geçidi 0 çıkış üretir. EX-OR kapısı hakkında daha fazla bilgiyi burada bulabilirsiniz.

2 girişli AND Geçidi:

X-OR kapısı yalnızca toplamı sağlar ve 1 + 1'de taşıma biti sağlayamaz, Carry için başka bir geçide ihtiyacımız var. VE kapısı bu uygulamaya mükemmel bir şekilde uyuyor.

Bu, iki girişli AND geçidinin temel devresidir. Gibi aynı EX-OR kapısı iki sahiptir girişi. Girişte A ve B biti sağlarsak bir Çıkış üretecektir.

Çıktı, AND geçidi doğruluk tablosuna bağlıdır -

Giriş A	Giriş B	Taşıma Çıkışı
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Yukarıda, AND geçidinin doğruluk tablosu, yalnızca her iki giriş 1 olduğunda çıktı üreteceği yerde gösterilmektedir, Aksi takdirde, her iki giriş de 0 ise veya herhangi bir giriş 1 ise bir çıkış sağlamayacaktır. Burada AND kapısı hakkında daha fazla bilgi edinin.

Half-Topder mantıksal devresi:

Yani Half-Adder mantıksal devresi bu iki kapının birleştirilmesi ve her iki geçitte de aynı girişin sağlanmasıyla yapılabilir.

Bu, şekilde, yarı-Toplayıcı devresinin konstrüksiyonu olduğu için iki kapı birleştirilir görmek ve aynı giriş A ve B'nin her ikisinin de kapılar sağlanır ve elde boyunca TOPLAM çıkış EX-veya-şalter ve karşısında biraz yapınız ve kapı.

Yarı Toplayıcı devre Boole ifadesi IS-

TOPLA = A ÖZELVEYA B (A + B) TAŞIMA = A VE B (AB)

Half- Topder devresinin gerçek tablosu aşağıdaki gibidir:

Giriş A	Giriş B	TOPLA (ÖZELVEYA çıkışı)	TAŞIYIN (VE dışarı)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Yarım Toplayıcı Devresinin Pratik Gösterimi:

Devreyi net bir şekilde anlamak için breadboard üzerinde gerçek hale getirebiliriz. Bunun için 74 serisi 74LS86 ve 74LS08'den yaygın olarak kullanılan iki XOR ve AND yongası kullandık.

Her ikisi de geçit IC'leridir. 74LS86, yonganın içinde dört XOR geçidine ve 74LS08'in içinde dört AND geçidine sahiptir. Bu iki IC yaygın olarak mevcuttur ve bu ikisini kullanarak Half-Adder devresi yapacağız.

Her iki IC için de Pin Şeması aşağıdadır:

Bu iki IC'yi yarım toplayıcı devre olarak kullanmak için Devre Şeması

Devreyi breadboard olarak kurduk ve çıktıyı gözlemledik.

Yukarıdaki devre şemasında 74LS86'dan XOR geçidinden biri ve ayrıca 74LS08'den gelen AND geçidinden biri kullanılır . 74LS86'nın pim 1 ve 2'si geçidin girişi ve pim 3 kapının çıkışıdır, 74LS08'in diğer tarafındaki pim 1 ve 2, AND geçidinin girişi ve pim 3, geçidin çıkışıdır. Her iki IC'lerin Pim Resim 7 GND ve 14 bağlı olan ^inci iki ICs pimi VCC bağlanır. Bizim durumumuzda VCC olduğunu 5v. Çıkışı belirlemek için iki led ekledik. Çıkış 1 olduğunda LED yanar.

Bu ilave DIP anahtar bit için, kapılar girdi sağlamak için devrede 1 biz sağlanmaktadır 5V girişi ve için 0 biz sağlanmaktadır GND 4.7K rezıstoru aracılığıyla. Anahtar kapalı durumdayken 0 giriş sağlamak için 4.7k direnç kullanılır.

Tanıtım Videosu aşağıda verilmiştir.

Yarım Toplayıcı devresi bilgisayarlarda bit toplama ve mantıksal çıktı ile ilgili işlemler için kullanılır. Ayrıca A ve B girişli devrede taşıma biti sağlayamamamızın büyük bir dezavantajı vardır. Bu sınırlama nedeniyle, tam toplayıcı devre inşa edilir.