減法器
1.加法器,減法器都是從一位的二進制數開始進行例題講解,逐漸擴展到多位二進制位數之間的運算。在設計邏輯電路的過程中,根據所描述的功能構建好真值表。出題者喜歡要求讀者用與或門,與或非門構建函數表達式。它的原因在於依據真值表寫函數表達式,最標准的就是最小項表達式。以下小圖的邏輯圖來看與或門,我們的頭腦中不能老是思維定勢,認為輸入就是兩個,在實際生活中,輸入應該非常多,遠非兩個,在邏輯符號中,要清楚地認識與非門的多輸入的畫法,將與門分成了好幾格,每一格代表一個與門電路。下小圖可以寫成AB+CD+EF(不認真考慮前面的輸入),由細小的門集成為更大的門,將某一部分單獨來看,它們就是一個整體,如(AB+CD+EF),體現在邏輯圖中就是一個角。
如果從全圖的角度看,在最后一級門電路中,每一個小整體代表着輸出。最后一級的與門中,有兩個輸入,有三個輸入,這都是可以的,最多輸入的個數是依照初始的輸入的個數來定,不可能超過這個數,只可能少於這個數,因為對於某一輸出而言,並非所有的輸入對它都是有效的。從最左邊的所有輸入,經過邏輯電路圖,在最右邊得到了所有的輸出。還有一點,這是與或表達式的邏輯圖,如果在寫邏輯表達式,包括化簡變化函數式時,采用了不同於與或形式的表達式,那么最終得到的邏輯圖就和下面的與或形式的邏輯圖完全不一樣。
2.一位的全減器是指,兩個一位的二進制數之間進行減法運算。全減器的特例就是半減器。
多位二進制減法器,是由加法電路構成的;在加法電路的基礎上,減法與加法采用同一套電路,實現加減法共用。
3.這里的多位二進制數的減法,是指無符號數,為什么?
將減法運算轉換為加法運算,采用的是補數的方法完成的。這就解釋了為什么兩者能共用一套電路,是不是減法在轉換時,我們需要在加法電路的基礎上進行一些小的擴展,來進行減法的補碼轉換?
N反是每一位都取反,沒有符號位,下式當中,A-B是減法,通過形式轉化,將-B化為B反+1-2n,B是正數,A和B均為無符號數,通過補碼的轉變,我們成功的將-B變為了固定的-2n,但是這還是有減號,該怎么解決?
仔細觀察下面這張圖,A和B是兩個四位二進制數相減。A的四位是正常輸入,B的輸入是取反輸入,低位向高位的進位C-1的作用是輸入1,這樣就完成了A+B反+1,至於-2n,我們是通過本想向高位的輸入來實現的,對CO輸出取反,就是-2n,如果V輸出是1,代表A小於B,產生了借位,如果V輸出為0,則A大於B,不用借位。為什么-2n是這樣實現的?原理是什么?V是一種輸出,應該有相應的表達式。有進位的話,進位再取反,沒有的話,怎么辦?通過實際的例子,我們發現,本位向高位的進位一直是有的,要么是1,要么是0,沒有進位就是0。
這里對於補碼,反碼的概念不是很清楚。
如果是A-B,A小於B,那么通過加法器算出來的結果,還需要再次求反(不包括借位位的輸出),加1,這就涉及再次取反電路的設計,原先的進位位的取反已經算是對加法器做了改變。下圖就是結果再取反的邏輯圖:V的借位信號是1時,V和D3的異或,將V和D3都當作自變量1,那么輸出肯定是0,0可以用D3'來代替,同時,V為1的信號還要當成低位向本位的進位,輸入1,為了充分的利用加法器,我們必須將A的輸入端全部接地,這個器件實際上是為V為1研究設計的,如果V為0輸入時,0和D3異或時,D3當作1來看,輸出為1,就是D3,此時,C-1輸入也為0
4.講解過四位二進制加法電路和四位二進制減法電路,如何設計兩個四位加減共用電路,輸入信號里面要提供一個加還是減的信號,到底如何設定?
5.四位全加器電路除了實現加法的功能,還有什么應用。
用四位全加器實現8421BCD碼到余3BCD碼的轉換。
用四位全加器來將輸入的余3BCD碼轉化成BCD碼,可以有兩種方法,第一種是余3BCD直接減3,另一種是余3BCD加13,這是為什么?