Halbaddiererschaltung und deren Aufbau

Der Computer verwendet die Binärzahlen 0 und 1. Eine Addiererschaltung verwendet diese Binärzahlen und berechnet die Addition. Eine binäre Addiererschaltung kann unter Verwendung von EX-OR- und AND- Gattern hergestellt werden. Die Summationsausgabe enthält zwei Elemente, das erste ist die SUMME und das zweite ist die Ausführung.

Wenn wir in unserer Basis-10-Mathematik den arithmetischen Summierungsprozess verwenden, wie das Hinzufügen von zwei Zahlen

Wir addieren jede Spalte von rechts nach links und wenn die Addition größer oder gleich 10 ist, verwenden wir Carry. In der ersten Addition ist 6 + 4 10. Wir haben 0 geschrieben und tragen die 1 in die nächste Spalte. Jeder Wert hat also einen gewichteten Wert basierend auf seiner Spaltenposition.

Bei Addition von Binärzahlen ist der Vorgang der gleiche. Anstelle der beiden Denarzahlen werden hier Binärzahlen verwendet. In der Binärdatei erhalten wir nur zwei Zahlen, entweder 1 oder 0. Diese beiden Zahlen können SUM oder CARRY oder beides darstellen. Da im Binärzahlensystem 1 die größte Ziffer ist, erzeugen wir nur dann einen Übertrag, wenn die Addition gleich oder größer als 1 + 1 ist, und aus diesem Grund wird das Übertragsbit zur Addition über die nächste Spalte geleitet.

Hauptsächlich gibt es zwei Arten von Addierern: Halbaddierer und Volladdierer. Im Halbaddierer können wir 2-Bit-Binärzahlen hinzufügen , aber wir können das Übertragsbit im Halbaddierer nicht zusammen mit den beiden Binärzahlen hinzufügen. Aber in Full Adder Circuit können wir Carry-In- Bit zusammen mit den beiden Binärzahlen hinzufügen. Wir können auch Binärzahlen mit mehreren Bits hinzufügen, indem wir die Volladdiererschaltungen kaskadieren. In diesem Tutorial konzentrieren wir uns auf die Halbaddiererschaltung und im nächsten Tutorial auf die Volladdiererschaltung. Wir verwenden auch einige ICs, um die Halbaddiererschaltung praktisch zu demonstrieren.

Half Adder Circuit:

Unten sehen Sie das Blockdiagramm eines Halbaddierers, der nur zwei Eingänge benötigt und zwei Ausgänge bereitstellt.

Mal sehen, mögliche binäre Addition von zwei Bits,

1 st Bit oder Digit	2 nd Bit oder Digit	Summe der Summe <	Tragen
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Die erste Ziffer, die wir als A bezeichnen können, und die zweite Ziffer, die wir als B bezeichnen können, werden addiert und wir können das Summationsergebnis und das Übertragsbit sehen. In den ersten drei Zeilen 0 + 0, 0 + 1 oder 1+ 0 ist die Addition 0 oder 1, aber es gibt kein Übertragsbit. In der letzten Zeile haben wir 1 + 1 hinzugefügt und es wird ein Übertragsbit von 1 zusammen mit erzeugt Ergebnis 0.

Wenn wir also den Betrieb einer Addiererschaltung sehen, benötigen wir nur zwei Eingänge und es werden zwei Ausgänge erzeugt, einer ist das Additionsergebnis, das als SUM bezeichnet wird, und der andere ist das CARRY OUT- Bit.

Aufbau einer Halbaddiererschaltung:

Wir haben das Blockdiagramm der Halbaddiererschaltung oben mit zwei Eingängen A, B und zwei Ausgängen gesehen - Summe, Ausführen. Wir können diese Schaltung mit zwei Grundgattern herstellen

1. Exklusiv-ODER-Gatter mit 2 Eingängen oder Ex-ODER-Gatter
2. UND-Gatter mit 2 Eingängen.

Exklusiv-ODER-Gatter mit 2 Eingängen oder Ex-ODER-Gatter

Das Ex-ODER-Gatter wird verwendet, um das SUM- Bit zu erzeugen, und das UND- Gatter erzeugt das Übertragsbit des gleichen Eingangs A und B.

Dies ist das Symbol für das EX-OR- Gatter mit zwei Eingängen. A und B sind die beiden Binäreingänge und SUMOUT ist der endgültige Ausgang nach dem Hinzufügen von zwei Zahlen.

Die Wahrheitstabelle des EX-OR-Gatters lautet -

Eingabe A.	Eingang B.	ZUSAMMENFASSUNG
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

In der obigen Tabelle sehen wir die Gesamtsummenausgabe des EX-OR-Gatters. Wenn irgendeines der Bits A und B ist 1 das Ausgangssignal des Gatters 1. In den beiden anderen Fällen, in denen beide Eingänge 0 oder 1 sind, erzeugt das Ex-ODER-Gatter 0 Ausgänge. Erfahren Sie hier mehr über das EX-OR-Gatter.

UND-Gatter mit 2 Eingängen:

Das X-OR-Gatter liefert nur die Summe und kann kein Übertragsbit für 1 + 1 bereitstellen. Wir benötigen ein weiteres Gatter für den Übertrag. UND- Gatter passt perfekt in diese Anwendung.

Dies ist die Grundschaltung eines UND- Gatters mit zwei Eingängen. Wie das EX-OR- Gatter hat es zwei Eingänge. Wenn wir A- und B- Bit in der Eingabe bereitstellen, wird eine Ausgabe erzeugt.

Die Ausgabe hängt von der UND-Gatter-Wahrheitstabelle ab -

Eingabe A.	Eingang B.	Ausgabe tragen
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Oben ist die Wahrheitstabelle des UND-Gatters gezeigt, in der der Ausgang nur erzeugt wird, wenn beide Eingänge 1 sind. Andernfalls wird kein Ausgang bereitgestellt, wenn beide Eingänge 0 sind oder einer der Eingänge 1 ist. Erfahren Sie hier mehr über AND Gate.

Logische Halbaddiererschaltung:

Die logische Halbaddiererschaltung kann also hergestellt werden, indem diese beiden Gatter kombiniert werden und in beiden Gattern der gleiche Eingang bereitgestellt wird.

Dies ist der Aufbau einer Halbaddiererschaltung, da wir sehen können, dass zwei Gatter kombiniert sind und der gleiche Eingang A und B in beiden Gattern bereitgestellt werden und wir den SUM-Ausgang über das EX-ODER-Gatter und das Carry-Out-Bit über das UND-Gatter erhalten.

Der boolesche Ausdruck der Halbaddiererschaltung ist:

SUM = A XOR B (A + B) CARRY = A UND B (AB)

Die Wahrheitstabelle der Halbaddiererschaltung lautet wie folgt:

Eingabe A.	Eingang B.	SUMME (XOR raus)	TRAGEN (UND raus)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	0
1	1	0	1

Praktische Demonstration der Halbaddiererschaltung:

Wir können die Schaltung auf Steckbrett realisieren, um sie klar zu verstehen. Hierfür verwendeten wir zwei weit verbreitete XOR- und AND- Chips aus den 74er- Serien 74LS86 und 74LS08.

Beide sind Gate-ICs. 74LS86 hat vier XOR-Gatter im Chip und 74LS08 hat vier UND-Gatter im Chip. Diese beiden ICs sind weit verbreitet und wir werden mit diesen beiden eine Halbaddiererschaltung herstellen.

Unten sehen Sie das Pin-Diagramm für beide ICs:

Schaltplan zur Verwendung dieser beiden ICs als Halbaddiererschaltung

Wir haben die Schaltung in Steckbrett gebaut und die Ausgabe beobachtet.

In dem obigen Schaltplan wird eines der XOR-Gatter von 74LS86 und auch eines der UND-Gatter von 74LS08 verwendet . Pin 1 und 2 von 74LS86 ist der Eingang des Gates und Pin 3 ist der Ausgang des Gates, auf der anderen Seite sind Pin 1 und 2 von 74LS08 der Eingang des UND-Gatters und Pin 3 ist der Ausgang des Gates. Pin No 7 beiden ICs ist mit GND und 14 ^th Stift der beiden ICs ist mit VCC. In unserem Fall ist die VCC ist 5v. Wir haben zwei LEDs hinzugefügt, um die Ausgabe zu identifizieren. Wenn der Ausgang 1 ist, leuchtet die LED.

Wir haben der Schaltung einen DIP-Schalter hinzugefügt, um den Eingang an den Gattern bereitzustellen. Für das Bit 1 stellen wir 5 V als Eingang und für 0 die GND über den 4,7-k-Widerstand bereit. Der 4,7-k-Widerstand wird verwendet, um 0 Eingänge bereitzustellen, wenn der Schalter ausgeschaltet ist.

Das Demonstrationsvideo ist unten angegeben.

Die Halbaddiererschaltung wird für Operationen zur Bitaddition und zur logischen Ausgabe in Computern verwendet. Es hat auch einen großen Nachteil, dass wir kein Übertragsbit in der Schaltung mit A- und B-Eingang bereitstellen können. Aufgrund dieser Einschränkung wird die Volladdiererschaltung aufgebaut.