Diagrama de circuito somador completo: Tutorial completo

No mundo da eletrônica e do design de lógica digital, o somador, na verdade, é um circuito digital usado para realizar adição em números binários. Os somadores são usados para executar a tarefa da Unidade Lógica Aritmética (ALU) nos processadores quando se trata dos computadores. Nos processadores, eles são usados para calcular endereços, operações de incremento ou decremento, índices de tabela e outras operações.

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Eles também são usados para representações numéricas como código decimal codificado em binário ou código Excess-3. Existem dois tipos de somadores.

• Meio Somador
• Somador Completo

Antes de falar sobre o somador completo, é necessário saber o que é o meio somador, pois é a base do somador completo.

O meio somador também é um circuito usado em operações de design de eletrônica e lógica digital. Também é usado para realizar adição em números binários. No circuito meio somador, temos dois dígitos binários de bit único, 0 ou 1, e são as duas entradas A e B do circuito. Essas entradas também são chamadas de bits crescentes e decrescentes. Essas entradas são adicionadas e a Soma S com o carry C é produzida.

O somador de duas metades pode ser mesclado para formar um circuito somador completo. Esta é a definição simples do meio somador. Agora, vamos conferir no somador completo.

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Um somador completo é usado quando você tem um ou mais números binários de um bit. Também é um circuito usado em projetos de eletrônica e lógica digital e é usado para realizar adição nas duas entradas binárias. As entradas de somador completo são três, e são A, B, as duas entradas padrão e o Carry C, o que o torna diferente do circuito de meio somador.

No somador completo, o primeiro Carry C é sempre zero quando a primeira operação de adição é iniciada. Quando a Soma S é gerada a partir de A e B, o Carry do último bit menos significativo é adicionado à próxima operação de adição, e esta tarefa continua até que todos os números binários sejam adicionados.

O somador completo também adiciona números binários de 8, 16, 32 bits, e é por isso que ele é o componente na cascata de somadores. O somador completo geralmente produz um número binário de dois bits como saída. Se estiver fazendo o resumo do somador completo, eles podem ser representados nas equações.

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

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Estudar teoria não é suficiente. Também tivemos que ver as implementações práticas para que nossos conceitos se tornassem mais reais. Esta seção implementará o diagrama de circuito do somador completo, a tabela verdade e a equação na prática. E você conhecerá o processo de fazer um somador completo de três maneiras.

O somador completo é um pouco complexo de implementar em comparação com o meio somador porque o somador completo tem três entradas A, B e C. Normalmente, a saída é C e a Soma S. Vamos entender o somador completo a partir da tabela verdade.

Tabela verdade do somador completo

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Então, aqui temos duas seções amplas para operações de entrada e resultados de saída. Na seção de entrada, temos três colunas para A, B e Cin. Agora em A e B, coloque os 0s e 1s na forma tradicional. Primeiro, pegue os 0s e 1s de A e B e faça uma XOR juntos. Quando o número de 1s na entrada for ímpar na operação XOR, o 1 é produzido no resultado, senão 0.

Agora, pegue os resultados de A e B submetidos em XOR e submeta novamente em XOR com Cin. Lembre-se, o primeiro Cin é sempre 0. Na seção de saída, Cout e S são gerados vendo as três entradas. Se os highs(1) são ímpares, então high(1) é produzido como 0. Agora, veremos o diagrama de circuito do somador completo.

Diagrama de circuito do somador completo

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Esta é a representação geral do diagrama de circuito do somador completo. Aqui, usamos dois diagramas de meio somador para fazer o diagrama de somador completo. As duas entradas A e B são primeiro submetidas a XOR e, a partir de seu resultado, o C também é submetido a XOR.

As entradas A e B são então submetidas em AND e depois são submetidas em XOR com A e B e Cin em AND juntas. O resultado de ambos os ANDs são submetidos em Or juntos para produzir o Cout final.

Assim, a partir do diagrama acima, podemos entender facilmente que o somador completo é o circuito combinacional. Agora, vamos ver a equação ou expressão do circuito somador completo.

Equação ou expressão do somador completo

A equação ou expressão do somador completo são as seguintes.

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

Da equação acima da soma S, é facilmente visível que primeiro A e B são submetidos a XOR juntos, depois Cin. ⊕ é o símbolo da operação XOR. Na expressão de Cout, podemos ver que primeiro A e B são combinados com AND e, em seguida, Cin é AND com o XOR para A e B. Então, esses resultados são combinados com OR para produzir a equação de Cout.

Assim, a partir do trabalho acima, podemos dizer que no somador completo, três portas lógicas são usadas, e são.

• Porta XOR, a mais importante
• Porta AND
• Porta OR

As máquinas eletrônicas úteis que estamos vendo e usando hoje se devem à implementação do somador. Como visto acima, o somador completo é usado para realizar as Operações da Unidade Lógica Aritmética, uma parte necessária das operações da CPU do computador. Sem isso, não poderemos realizar nenhum trabalho complexo que os computadores estão fazendo hoje. Os somadores completos são usados para programar os chips, e esses chips são usados em veículos modernos, aviões e outras máquinas automáticas. Então, não podemos ignorar o somador completo em nossa vida.

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