1.1位加法器
(1)半加器。
能对两个1位二进制数相加而求得和及进位的逻辑电路称为半加器。半加器只考虑两个1位二进制数的相加,而不考虑来自低位的进位数。
按照二进制加法运算规则可以列出半加器的真值表如表9.4.9所示。其中A和B为两个加数,C为进位输出,S为和数。
表9.4.9 半加器的真值表
由真值表可得到逻辑表达式
由表达式可画出半加器的逻辑图,如图9.4.17所示。
(2)全加器。
全加器能进行被加数、加数和来自低位的进位信号相加,并根据求和结果给出该位的进位信号。根据全加器的功能,可列出它的真值表,如表9.4.10所示。其中A和B分别为被加数和加数,Ci为低位的进位,S为本位和数,Co为向高位的进位数。
图9.4.17 半加器
表9.4.10 全加器的真值表
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由表9.4.10可写出S和Co的逻辑表达式为
由上述的逻辑表达式可画出全加器逻辑电路图和符号图,如图9.4.18所示。
图9.4.18 全加器
2.多位加法器
实现多位二进制数相加的电路称为多位加法器。根据进位方式不同,有串行进位加法器和超前进位加法器两种。
(1)4位串行进位加法器。
把4个全加器依次级联起来,便可构成4位串行进位加法器,如图9.4.19所示。
图9.4.19 4位串行进位加法器
这种加法器的优点是电路简单、连接方便;缺点是运算速度不高。由图9.4.19所示逻辑图不难理解,最高位的运算,必须等到所有低位运算依次结束,送来进位信号之后才能进行,因此其运算速度受到限制。为了提高加法运算速度,可采用超前进位方式。
(2)超前进位加法器。
所谓超前进位加法器,就是在做加法运算时,每位的进位只由被加数和加数决定,而与低位的进位无关。74HC283是4位超前进位加法器,如果进行更多位数的加法,则需要进行扩展。图9.4.20为用2片74HC283构成的8位二进制加法器。该电路把低位片(1)进位输出连接到高位片(2)进位输入,所以级间仍是串行进位方式,当级联数目增加时,会影响运算速度。
图9.4.20 8位二进制加法器
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