Часть 3. Параллельный двоичный сумматор
Цель работы: изучение принципов построения и функционирования
классических параллельных многоразрядных двоичных сумматоров.
Сумматоры представляют собой функциональные цифровые устройст-
ва, выполняющие сложение чисел. Суммирование осуществляется в двоич-
ном коде. По характеру действия сумматоры подразделяются на комбинаци-
онные и накапливающие, т.е. сохраняющие результат в специальном регист-
ре. Каждый из многоразрядных сумматоров может быть отнесен в зависимо-
сти от способов сложения к параллельному или последовательному типу. В
последовательных сумматорах сложение выполняется поразрядно и последо-
вательно во времени, а в сумматорах параллельного типа все разряды сумми-
руются одновременно. И те, и другие сумматоры строятся на основе одно-
разрядных полных сумматоров. Сложение выполняется в каждом разряде отдельно, но с учетом результата сложения в предыдущем разряде, т.е. с уче-
том переноса.
В ходе лабораторной работы исследовалась К155ИМ3.
микросхема представляет собой полный четырехразрядный сумматор. Принцип его действия основан на параллельном суммировании данных в соответствующих разрядах операндов А и В с помощью одноразрядного полного сумматор при последовательном переносе из разряда в разряд.
У названных микросхем вход переноса есть только у младшего разряда
(С0), а выход – только у старшего (С2 – у ИМ2), что обеспечивает возможность наращивания разрядности сумматоров. Для этого выход
переноса микросхемы, на которую подаются младшие разряды операндов А
и В, непосредственно соединяется со входом переноса микросхемы, обрабатывающей старшие разряды операндов.
Рисунок 3.1 - условно-графическое обозначение микросхемы К155ИМ3
Таблица 3.1 - таблица истинности сумматора К155ИМ3
Рисунок 3.2 – внутренняя структура микросхемы К155ИМ3
Проверка хода суммирования:
а) Суммирование четырехразрядных чисел
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
А |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
1 |
+ |
0 |
= |
8 |
1 |
|
1 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
6 |
+ |
2 |
|
|
В |
|
А |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
0 |
+ |
0 |
= |
F+1 |
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
8 |
+ |
8 |
|
16 |
б) Вычитание четырехразрядных чисел со знаком с переводом в обратный код
В |
|
А |
|
|
0 |
|
1 |
|
|
1 |
+ |
0 |
= |
1 |
1 |
|
1 |
|
|
0 |
|
0 |
|
|
6 |
+ |
(-5)обр |
||
В |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|||
0 |
+ |
0 |
= |
D |
= |
1 |
= |
0 |
= |
-2 |
|||
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|||
1 |
|
0 |
|
|
|
1 |
|
0 |
|
|
|||
3 |
+ |
(-5)обр |
обр |
|
обр |
|
пр |
|
|
||||
в) Вычитание четырехразрядных чисел с переводом в дополнительный код
В |
|
А |
|
|
0 |
|
1 |
|
|
1 |
+ |
0 |
= |
1 |
1 |
|
1 |
|
|
0 |
|
1 |
|
|
6 |
+ |
(-5)доп |
||
В |
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
1 |
|
|
0 |
+ |
0 |
= |
6 |
= |
1 |
= |
1 |
= |
0 |
= |
-2 |
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
0 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
0 |
|
|
3 |
+ |
(-5)доп |
доп |
|
доп |
|
обр |
|
пр |
|
|
|
Условно-графические обозначения и назначение выводов других сумматоров серии 155, изученных при подготовке к лабораторной работе:
К155ИМ2
К155ИМ1
