Сумматоры и вычитатели

Полным сумматором называется схема, реализующая сложение двух бит какого-либо разряда слагаемых, представленных в двоичном виде, и бита переноса из предыдущего разряда. В соответствии со своим назначением такая схема должна иметь три входа - по одному входу для бит текущего разряда двух слагаемых и один вход для бита переноса из предыдущего разряда, и два выхода представляющих собой бит суммы и бит переноса в следующий разряд. Одна из возможных схем полного сумматора представлена на рисунке.

Рисунок 1. Полный сумматор

Задание:

1. Соберите приведенную схему и проверьте ее работу.

Очень часто некоторая комбинация электронных компонентов используется достаточно широко в разнообразных приложениях, особенно если она представляет собой функционально законченный модуль. В таких случаях электронная промышленность осваивает выпуск готовой микросхемы, представляющей собой такое функционально законченное устройство, пригодное к непосредственному применению при построении более сложных схем. Нечто аналогичное доступно и в Electronics Workbench, где имеется возможность создавать свои схемы, сохранять их в виде компонентов и затем использовать многократно при разработке других схем.

Задание:

2. Выделите в собранной схеме полного сумматора элементы, находящиеся в пределах прямоугольника, показанного на нижеследующем рисунке.

Рисунок 2. Выделение элементов схемы полного сумматора

3. Выберите в меню пункт "Circuit" и далее подпункт "Subcircuit". В появившемся диалоговом окне задайте имя своей схемы, например "Sum", и щелкните на кнопке "Copy … ". В результате этого появится дополнительный элемент "Sum" с пятью выводами, доступный в окне элементов "Custom", появляющийся при выборе крайней левой кнопки выбора типов элементов. Этот элемент может использоваться при построении схем также как и другие элементы Electronics Workbench. Например, соберите с помощью только что созданного элемента схему, реализующую суммирование двух трех битовых чисел, как показано на рисунке и проверьте ее работу.

Рисунок 3. Схема сумматора трехбитовых двоичных чисел

Небольшое усовершенствование полного сумматора позволяет получить схему, обеспечивающую как сложение, так и вычитание двух бит двоичного разряда с учетом бита переноса из предыдущего разряда. Тип выполняемой операции определяется уровнем сигнала на дополнительном входе.

4. Соберите схему сумматора/вычитателя, представленную на рисунке и проверьте ее работу.

Рисунок 4. Схема сумматора/вычитателя

5. Методом, описанным выше, создайте новый компонент "Sub", содержащий схему, очерченную прямоугольником на нижеследующем рисунке.

Рисунок 5. Выделение элементов схемы сумматора/вычитателя

6. С помощью только что созданного элемента соберите схему трех битового сумматора/вычитателя, показанного на рисунке и позволяющего как складывать, так и вычитать двоичные числа.

Рисунок 6. Схема сумматора/вычитателя трехбитовых двоичных чисел

Расскажи друзьям