Основні теоретичні відомості

Суматори — це комбінаційні пристрої, призначені для додавання чисел, представлених двійковими сигналами.

Суматори класифікують за такими ознаками: способом додавання – паралельні, послідовні та паралельно-послідовні; кількістю вхідних кількість входів – напівсуматори, однорозрядні або багаторозрядні суматори; організацією зберігання результату додавання – комбінаційні, накопичувальні, комбіновані; системою числення – позиційні (двійкові, двійково-десяткові, трійкові) та непозиційні, наприклад, у системі залишкових класів; розрядністю – 8-, 16-, 32-, 64-розрядні; способом подання від’ємних чисел – в оберненому або доповнювальному кодах, а також їх модифікаціях; часом додавання – синхронні та асинхронні.

Розглянемо додавання двох однорозрядних двійкових чисел, для чого складемо операції додавання, в якій відображено значення вхідних чисел А і В, значення результату сумування S і значення переносу в старший розряд Р (табл. 3.1).

Таблиця 3.1 – Таблиця істинності роботи півсуматора

Згідно табл. 3.1 робота півсуматора, описується наступним рівнянням:

Очевидно, що по відношенню до стовпця S реалізується логічна функція "виключаюче АБО". Пристрій, який реалізує дану таблицю називається півсуматором (рис. 3.1).

а) б)

а — схема півсуматора, б — позначеня півсуматора

Рисунок 3.1 – Півсуматор

Для побудови багаторозрядних суматорів використовують однорозрядні суматори. Побудувати однорозрядний суматор можна на ЛЕ, але простішим способом побудови є використання півсуматорів згідно рис. 3.2. Побудову багаторозрядних суматорів з використанням однорозрядних суматорів представлена на рис. 3.3.

а) б)

Рисунок 3.2 – Схема однорозрядного суматора виконаного на півсуматорах

Рисунок 3.3 – Схема багаторозрядного суматора

Вузол порівняння (цифровий компаратор) — це цифровий пристрій, призначений для порівняння двох багаторозрядних двійкових чисел. В найпростішому випадку потрібно встановлювати тільки рівність двох чисел A і B. Схема такого компаратора представлена на рис. 3.4. Принцип роботи цієї схеми полягає в наступному: при рівності чисел A і B на виходах всіх ЛЕ ВИКЛЮЧАЮЧЕ‑АБО присутній сигнал лог. 0 і на виході ЛЕ АБО-НЕ буде сигнал лог. 1, якщо хоча б один із відповідних розрядів чисел A і B відрізняються, то на один із входів ЛЕ АБО-НЕ надходить сигнал лог. 1 і на його виході з’являється сигнал лог. 0.

Рисунок 3.4 – Схема порівняння багаторозрядних чисел

Компаратори, які порівнюють числа із визначенням знаку нерівності мають набагато складнішу будову і як правило їх виготовлюють у вигляді інтегральних мікросхем. Прикладом такого компаратора є мікросхема 564ИП2 (рис. 3.5). Особливістю цієї мікросхеми є можливість нарощування розрядності чисел для порівняння.

а) б)

а — умовне графічне позначення компаратора 564ИП2, б — схема збільшення розрядності чисел для порівняння

Рисунок 3.5 – Вузол порівняння багаторозрядних чисел

Завдання для самостійної підготовки

Засвоїти теоретичний матеріал згідно з такими питаннями.

1 Суматори. Класифікація суматорів. Використання суматорів. Принцип побудови і робота півсуматорів, однорозрядних суматорів, багаторозрядних суматорів.

2 Цифрові компаратори. Побудова, принцип роботи і використання цифрових компараторів.