- Sirkuit Adder Penuh:
- Konstruksi Sirkuit Adder Penuh:
- Sirkuit Adder Bertingkat
- Demonstrasi Praktis Sirkuit Adder Penuh:
- Komponen yang digunakan-
Pada tutorial sebelumnya tentang konstruksi rangkaian setengah penambah, kita telah melihat bagaimana komputer menggunakan bilangan biner bit tunggal 0 dan 1 untuk penjumlahan dan membuat SUM dan Pelaksanaan. Hari ini kita akan belajar tentang pembangunan Sirkuit Full-Adder.
Berikut adalah ide singkat tentang Penambah biner. Terutama ada dua jenis Adder: Half Adder dan Full Adder. Di half adder kita bisa menambahkan bilangan biner 2-bit tapi kita tidak bisa menambahkan carry bit di half adder bersama dengan dua bilangan biner. Tapi di Full Adder Circuit kita bisa menambahkan bit carry bersama dengan dua bilangan biner. Kita juga dapat menambahkan beberapa bit bilangan biner dengan mengalirkan rangkaian penambah penuh yang akan kita lihat nanti di tutorial ini. Kami juga menggunakan IC 74LS283N untuk mendemonstrasikan rangkaian Full Adder secara praktis.
Sirkuit Adder Penuh:
Jadi kita tahu bahwa sirkuit Half-adder memiliki kelemahan utama yaitu kita tidak memiliki ruang untuk menyediakan bit 'Carry in' sebagai tambahan. Dalam hal konstruksi penambah penuh, kita benar-benar dapat membuat input carry di sirkuit dan dapat menambahkannya dengan dua input A dan B.Jadi, dalam kasus Sirkuit Adder Penuh, kami memiliki tiga input A, B dan Carry In dan kami akan mendapatkan hasil akhir SUM dan Melakukan. Jadi, A + B + CARRY IN = SUM dan CARRY OUT.
Sesuai matematika, jika kita menambahkan dua bilangan setengah kita akan mendapatkan bilangan penuh, hal yang sama terjadi di sini dalam konstruksi rangkaian penjumlah penuh. Kami menambahkan dua sirkuit penambah setengah dengan tambahan tambahan gerbang OR dan mendapatkan sirkuit penambah penuh lengkap.
Konstruksi Sirkuit Adder Penuh:
Mari kita lihat diagram bloknya,
Sirkuit penambah penuhKonstruksi ditunjukkan pada diagram blok di atas, di mana dua sirkuit penambah setengah ditambahkan bersama dengan gerbang OR. Rangkaian penambah setengah bagian pertama ada di sisi kiri, kita berikan dua buah input biner bit tunggal A dan B. Seperti yang terlihat pada tutorial penjumlah setengah sebelumnya, akan menghasilkan dua buah keluaran yaitu SUM dan Melakukan. Output SUM rangkaian penambah setengah pertama selanjutnya diberikan ke masukan rangkaian penambah paruh kedua. Kami menyediakan bit carry in di input lain dari rangkaian urutan setengah kedua. Sekali lagi ini akan memberikan bit SUM dan Pelaksanaan. Keluaran SUM ini merupakan keluaran akhir dari rangkaian penambah penuh. Di sisi lain, rangkaian Penambah Bagian Pertama dan Pelaksanaan penambah kedua selanjutnya disediakan ke dalam gerbang logika OR. Setelah logika OR dari dua keluaran Carry, kita mendapatkan hasil akhir dari rangkaian adder penuh.
Pelaksanaan Akhir mewakili bit atau MSB yang paling signifikan.
Jika kita melihat rangkaian sebenarnya di dalam penambah penuh, kita akan melihat dua penambah Setengah menggunakan gerbang XOR dan gerbang AND dengan gerbang OR tambahan.
Pada gambar di atas, alih-alih diagram blok, simbol sebenarnya ditampilkan. Pada tutorial half-adder sebelumnya, kita telah melihat tabel kebenaran dari dua gerbang logika yang memiliki dua opsi input, gerbang XOR dan AND. Di sini gerbang tambahan ditambahkan di sirkuit, gerbang OR.
Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang Gerbang logika di sini.
Tabel Kebenaran Sirkuit Adder Penuh:
Karena rangkaian penambah penuh berurusan dengan tiga input, tabel Truth juga diperbarui dengan tiga kolom input dan dua kolom output.
|
Lanjutkan |
Masukan A |
Masukan B |
JUMLAH |
Bawa |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Kita juga dapat mengekspresikan konstruksi rangkaian penambah penuh dalam ekspresi Boolean.
Untuk kasus SUM, Pertama kita XOR masukan A dan B kemudian kita XOR lagi keluarannya dengan Carry in. Jadi, Jumlahnya adalah (A XOR B) XOR C.
Kita juga bisa mengekspresikannya dengan (A ⊕ B) ⊕ Carry in.
Sekarang, untuk Melakukan, itu adalah A AND B ATAU Carry in (A XOR B), yang selanjutnya diwakili oleh AB + (A ⊕ B).
Sirkuit Adder Bertingkat
Sampai sekarang, kami menjelaskan konstruksi rangkaian penambah bit tunggal dengan gerbang logika. Tetapi bagaimana jika kita ingin menambahkan dua bilangan bit lebih dari satu?
Inilah keuntungan dari rangkaian full adder. Kita dapat membuat rangkaian penambah penuh bit tunggal dan dapat menambahkan dua bilangan biner banyak bit. Jenis rangkaian penambah penuh bertingkat ini disebut sebagai rangkaian Ripple Carry Adder.
Untuk sirkuit Ripple Carry Adder, Pelaksanaan setiap penambah penuh adalah Pengangkutan dari rangkaian penambah paling signifikan berikutnya. Saat bit Carry naik ke tahap berikutnya, ini disebut sirkuit Ripple Carry Adder. Bit pembawa beriak dari kiri ke kanan (LSB ke MSB).
Pada diagram blok di atas kami menambahkan dua bilangan biner tiga bit. Kita bisa melihat tiga sirkuit penambah penuh di -cascade bersama. Ketiga rangkaian penambah penuh tersebut menghasilkan hasil SUM akhir, yang dihasilkan oleh tiga keluaran penjumlahan dari tiga rangkaian penjumlah setengah terpisah. Carry out terhubung langsung ke sirkuit penambah signifikan berikutnya. Setelah sirkuit penambah terakhir, Lakukan memberikan bit pelaksanaan terakhir.
Sirkuit jenis ini juga memiliki keterbatasan. Ini akan menghasilkan penundaan yang tidak diinginkan ketika kami mencoba menambahkan jumlah besar. Penundaan ini disebut penundaan Propagasi. Selama penambahan dua angka 32 bit atau 64 bit, bit Lakukan yang merupakan hasil akhir MSB, tunggu perubahan di gerbang logika sebelumnya.
Untuk mengatasi situasi ini, diperlukan kecepatan jam yang sangat tinggi. Namun, masalah ini dapat diatasi dengan menggunakan rangkaian penambah biner carry look forward di mana penambah paralel digunakan untuk menghasilkan bit carry in dari input A dan B.
Demonstrasi Praktis Sirkuit Adder Penuh:
Kami akan menggunakan chip logika penambah penuh dan menambahkan nomor biner 4 bit menggunakannya. Kita akan menggunakan rangkaian penambah biner TTL 4 bit menggunakan IC 74LS283N.
Komponen yang digunakan-
- Sakelar celup 4pin 2 pcs
- 4 buah LED Merah
- 1 pc LED Hijau
- 8 buah resistor 4.7k
- 74LS283N
- 5 buah resistor 1k
- Papan tempat memotong roti
- Menghubungkan kabel
- Adaptor 5V
Pada gambar di atas, 74LS283N ditampilkan. 74LS283N adalah chip TTL penambah penuh 4bit dengan fitur membawa tampilan depan. Diagram pin ditunjukkan pada skema di bawah ini.
Pin 16 dan Pin 8 masing-masing adalah VCC dan Ground, Pin 5, 3, 14 dan 12 adalah angka 4 bit pertama (P) dimana Pin 5 adalah MSB dan pin 12 adalah LSB. Di sisi lain, Pin 6, 2, 15, 11 adalah nomor 4 bit kedua di mana Pin 6 adalah MSB dan pin 11 adalah LSB. Pin 4, 1, 13 dan 10 adalah output SUM. Pin 4 adalah MSB dan pin 10 adalah LSB jika tidak ada carry out.
Resistor 4,7k digunakan di semua pin input untuk memberikan logika 0 ketika sakelar DIP dalam keadaan OFF. Karena adanya resistor, kita dapat beralih dari logika 1 (bit biner 1) ke logika 0 (bit biner 0) dengan mudah. Kami menggunakan catu daya 5V. Ketika sakelar DIP ON, pin input disingkat dengan 5V; kami menggunakan LED merah untuk mewakili bit SUM dan Led hijau untuk bit Melakukan.
Juga periksa Video Demonstrasi di bawah ini di mana kami telah menunjukkan menambahkan dua Bilangan biner 4-bit.