Volladdierer-Schaltplan: Ein komplettes Tutorial

In der Welt der Elektronik und des digitalen Logikdesigns ist der Addierer eigentlich eine digitale Schaltung, die für die Addition von Binärzahlen verwendet wird. Die Addierer werden verwendet, um die Aufgabe der Arithmetic Logic Unit (ALU) in den Prozessoren der Computer auszuführen. In Prozessoren werden sie für die Berechnung von Adressen, Inkrementierungs- oder Dekrementierungsoperationen, Tabellenindizes und andere Operationen verwendet.

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Sie werden auch für Zahlendarstellungen wie den binär kodierten Dezimalcode oder Excess-3 verwendet. Es gibt zwei Arten von Addierern.

• Halbaddierer
• Volladdierer

Bevor Sie sich mit dem Volladdierer beschäftigen, müssen Sie wissen, was ein Halbaddierer ist, denn er ist die Grundlage des Volladdierers.

Der Halbaddierer ist ebenfalls eine Schaltung, die in der Elektronik und im digitalen Logikdesign verwendet wird. Er wird auch für die Addition von Binärzahlen verwendet. In der Halbaddierer-Schaltung haben wir zwei Ein-Bit-Binärziffern, 0 oder 1, die die beiden Eingänge A und B der Schaltung sind. Diese Eingänge werden auch als Augend- und Addend-Bits bezeichnet. Diese Eingaben werden addiert und es entsteht die Summe S mit dem Übertrag C.

Der kann zu einer Volladdiererschaltung zusammengefügt werden. Dies ist die einfache Definition des Halbaddierers. Lassen Sie uns nun in den Volladdierer eintauchen.

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Ein Volladdierer wird verwendet, wenn Sie eine oder mehr als die Ein-Bit-Binärzahlen haben. Es handelt sich auch um eine Schaltung, die in der Elektronik und der digitalen Logik verwendet wird, um die Addition der beiden binären Eingänge durchzuführen. Der Volladdierer hat drei Eingänge, nämlich A, B, die beiden Standardeingänge und den Übertrag C, wodurch er sich von der Halbaddiererschaltung unterscheidet.

Beim Volladdierer ist der erste Übertrag C immer Null, wenn die erste Additionsoperation beginnt. Wenn die Summe S aus A und B gebildet wird, wird der Übertrag des letzten niedrigstwertigen Bits zum nächsten Additionsvorgang hinzugefügt und dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis alle Binärzahlen addiert sind.

Der Volladdierer addiert ebenfalls 8, 16, 32, etc. Bit Binärzahlen, weshalb er die Komponente in der Kaskade der Addierer ist. Der Volladdierer erzeugt in der Regel eine Zwei-Bit-Binärzahl als Ausgabe. Wenn Sie die Zusammenfassung des Volladdierers machen, können sie in den Gleichungen dargestellt werden.

• S = A ⊕ B ⊕ Cin.
• Cout = (A ⋅ B) + (Cin ⋅ (A ⊕ B)).

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Das Studium der Theorie ist nicht genug. Wir müssen auch die praktischen Umsetzungen sehen, damit unsere Konzepte deutlicher werden. In diesem Abschnitt werden das Volladdierer-Schaltbild, die Wahrheitstabelle und die Gleichung praktisch umgesetzt. Und Sie werden den Prozess der Herstellung eines Volladdierers auf drei Arten kennenlernen.

Der Volladdierer ist im Vergleich zum Halbaddierer etwas komplizierter zu implementieren, denn der Volladdierer hat drei Eingänge A, B und C. Normalerweise ist der Ausgang C und die Summe S. Lassen Sie uns den Volladdierer anhand seiner Wahrheitstabelle verstehen.

Wahrheitstabelle des Volladdierers

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Hier haben wir also zwei große Abschnitte für Eingabevorgänge und Ausgabeergebnisse. Im Eingabebereich haben wir drei Spalten für A, B und Cin. Setzen Sie nun in A und B die 0en und 1en in der traditionellen Form ein. Nehmen Sie zunächst die 0 und 1 von A und B und verrechnen Sie sie miteinander. Wenn die Anzahl der 1en in der Eingabe bei der XOR-Verknüpfung ungerade ist, wird die 1 im Ergebnis erzeugt, sonst 0.

Nun nehmen Sie die XOR-verknüpften Ergebnisse von A und B und verknüpften sie erneut mit Cin. Denken Sie daran, dass der erste Cin immer 0 ist. Im Ausgabebereich werden Cout und S durch die drei Eingänge erzeugt. Wenn die Hochs(1) ungerade sind, dann wird das Hoch(1) als 0 produziert. Nun sehen wir uns den Schaltplan des Volladdierers an.

Schaltplan des Volladdierers

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Dies ist das allgemeine Schaltbild des Volladdierers. Hier haben wir zwei Halbaddierer-Diagramme verwendet, um das Volladdierer-Diagramm zu erstellen. Die beiden Eingänge A und B werden zunächst XOR-verknüpft und aus dem Ergebnis wird dann C ebenfalls XOR-verknüpft.

Die Eingänge A und B werden dann UND-verknüpft und dann XOR-verknüpft A und B und Cin werden ebenfalls UND-verknüpft. Die Ergebnisse beider UNDs werden zusammengefügt, um das endgültige Cout zu erhalten.

Aus dem obigen Diagramm können wir also leicht erkennen, dass der Volladdierer eine kombinatorische Schaltung ist. Sehen wir uns nun die Gleichung oder den Ausdruck der Volladdiererschaltung an.

Volladdierer Gleichung oder Ausdruck

Die Gleichung oder der Ausdruck des Volladdierers lautet wie folgt.

• S = a ⊕ b⊕Cin.
• Cout = (a*b) + (Cin*(a⊕b)).

Aus der obigen Gleichung der Summe S ist leicht ersichtlich, dass zuerst A und B miteinander XORiert werden, dann Cin. ⊕ ist das Symbol für die XOR-Operation. Im Cout-Ausdruck sehen wir, dass zuerst A und B miteinander UND-verknüpft werden, dann wird Cin mit dem XOR von A und B UND-verknüpft. Anschließend werden diese Ergebnisse miteinander ODER-verknüpft, um die Cout-Gleichung zu erzeugen.

Anhand der obigen Arbeit können wir also sagen, dass im Volladdierer drei logische Tore verwendet werden und das sind.

• XOR-Tor, das wichtigste
• UND-Tor
• ODER-Tor

Die nützlichen elektronischen Maschinen, die wir heutzutage sehen und benutzen, verdanken wir der Gnade des Addierers. Wie Sie oben gesehen haben, wird der Volladdierer verwendet, um die Operationen der Arithmetic Logic Unit auszuführen, ein notwendiger Teil der Computer-CPU-Operationen. Ohne sie werden wir nicht in der Lage sein, die komplexen Arbeiten auszuführen, die Computer heutzutage erledigen. Die Volladdierer werden zum Programmieren der Chips verwendet und diese Chips werden in modernen Fahrzeugen, Flugzeugen und anderen automatischen Maschinen eingesetzt. Wir können die Volladdierer also nicht aus unserem Leben streichen.

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