In dit artikel leren we je over de constructie en functionaliteit van een full-adder, een fundamenteel onderdeel van digitale elektronica. Hier vindt u gedetailleerde uitleg over het maken van een volledige opteller, de werking ervan en de relatie met halve optellers en carry-invoer.
Hoe maak je een volledige opteller?
Een volledige opteller kan worden geconstrueerd met behulp van logische basispoorten zoals XOR, AND en OR. De volledige opteller heeft drie ingangen nodig: twee significante bits en een carry-bit van een eerdere toevoeging. Hier is een eenvoudige methode om een volledige opteller te maken:
- Ingangen: De volledige opteller heeft drie ingangen:
- A: Eerste stukje
- B: Tweede bit
- Cin: voer input uit de vorige fase
- Logic Gate-configuratie:
- Somberekening: gebruik twee XOR-poorten om de som te berekenen:
- De eerste XOR-poort neemt ingangen A en B en produceert een tussensom (laten we deze S1 noemen).
- De tweede XOR-poort heeft S1 en Cin nodig om de uiteindelijke som (S) te produceren.
- Carry-berekening: gebruik twee EN-poorten en één OF-poort:
- De eerste EN-poort heeft A en B nodig om een carry te produceren (C1).
- De tweede AND-poort gebruikt S1 (uitvoer van de eerste XOR) en Cin om nog een carry (C2) te produceren.
- De OF-poort gebruikt C1 en C2 om de uiteindelijke carry-uitvoer (Cout) te produceren.
- Somberekening: gebruik twee XOR-poorten om de som te berekenen:
- Outputs: De uitgangen van de volledige opteller zijn:
- Som (S): Het resultaat van de optelling.
- Carry Out (Cout): De carry die wordt geproduceerd door de toevoeging.
Hoe werkt de volledige opteller?
De volledige opteller werkt door gebruik te maken van de logische poorten om de invoer te verwerken en de juiste uitvoer te genereren. Hier is een overzicht van het proces:
- Invoerverwerking: de drie ingangen (A, B en Cin) worden ingevoerd in de logische poorten.
- Somberekening:
- De eerste XOR-poort berekent de som van A en B.
- De tweede XOR-poort voegt de carry-invoer (Cin) toe aan de tussensom om de uiteindelijke somuitvoer te genereren.
- Carry-berekening:
- De EN-poorten controleren of er twee ingangen zijn die een carry produceren.
- De OF-poort combineert de carry-uitgangen van beide EN-poorten om de uiteindelijke carry-uitgang te bepalen.
Deze methode zorgt ervoor dat de volledige opteller zowel de som als de uitvoering van de optelling correct berekent.
Hoe werkt een Full Adder?
Om de werking ervan verder uit te werken, verwerkt een volledige opteller binaire optelling. Elke ingangsbit kan 0 of 1 zijn, wat leidt tot specifieke uitgangen:
- Als A = 0, B = 0 en Cin = 0: Som = 0, Cout = 0
- Als A = 0, B = 0 en Cin = 1: Som = 1, Cout = 0
- Als A = 0, B = 1 en Cin = 0: Som = 1, Cout = 0
- Als A = 0, B = 1 en Cin = 1: Som = 0, Cout = 1
- Als A = 1, B = 0 en Cin = 0: Som = 1, Cout = 0
- Als A = 1, B = 0 en Cin = 1: Som = 0, Cout = 1
- Als A = 1, B = 1 en Cin = 0: Som = 0, Cout = 1
- Als A = 1, B = 1 en Cin = 1: Som = 1, Cout = 1
Deze waarheidstabel weerspiegelt de werking van de volledige opteller en laat duidelijk zien hoe deze binaire optelling verwerkt.
Wat is een spanningsregelaar en waarvoor wordt deze gebruikt?
Wat is halve opteller?
Een halve opteller is een eenvoudigere versie van de volledige opteller die twee binaire getallen van één bit optelt. Het heeft twee ingangen (A en B) en produceert twee uitgangen:
- Som (S): Dit wordt berekend met behulp van een XOR-poort, die een hoog signaal (1) afgeeft wanneer de ingangen verschillen.
- Carry (C): Dit wordt berekend met behulp van een EN-poort, die alleen een hoog signaal (1) afgeeft als beide ingangen hoog zijn.
De halve opteller neemt geen carry-invoer van eerdere bewerkingen over, waardoor deze beperkt is tot optelling van één bit.
Wat is carry-in?
Carry in (Cin) is de carry-bit die vanuit een eerdere optelbewerking in een volledige opteller wordt ingevoerd. Het is essentieel voor binaire optelling van meerdere bits, waardoor de volledige opteller rekening kan houden met eventuele carry’s die door lagere significante bits worden geproduceerd.
Concluderend hopen we dat deze uitleg u heeft geholpen te begrijpen hoe een volledige opteller wordt gemaakt, hoe deze werkt, en de concepten van halve optellers en carry-ingangen in digitale circuits. Het begrijpen van deze componenten is van cruciaal belang voor iedereen die in de elektronica of computertechniek werkt.
