GUÍA 5: SUMADOR COMPLETO DE 4 BITS

GUÍA 5: SUMADOR COMPLETO DE 4 BITS

Duran, Camila Andrea, Garcia Reina, Laura Vanessa & Zarrias Cabrera, Johan. Electrónica digital. Grupo A2A.

Resumen—

Las operaciones aritméticas que se realizan en el sistema decimal también se pueden llevar al sistema binario dichas operaciones son la suma, resta, multiplicación y división. Todas las operaciones en el sistema binario se realizan como se enseñado en el decimal pero se cuentan con herramientas adicionales como los complementos para su desarrollo.

En las unidades aritmético lógicas se realizan dichas operaciones aritméticas como parte de un circuito digital que realiza tareas más complejas  con un fin específico. Las computadoras digitales realizan una variedad de tareas de procesamiento de información. Entre las funciones básicas encontradas están las diversas operaciones básicas aritméticas.

En esta práctica el estudiante tiene como objetivo construir un sumador completo de 4 bits a partir de la conexión en casada de sumadores binarios e identificar la importancia del acarreo como señal substancial para la ejecución de la suma.

Palabras claves: Operaciones aritméticas, sumador, acarreo, funciones booleanas, circuito combinacional, código BCD.

INTRODUCCIÓN

La operación aritmética más básica es la adición de dos dígitos binarios. Esta adición consta de cuatro operaciones elementales posibles, a saber, 0+0=0, 0+1=1,1+0=1 y 1+1=10. Las primeras tres operaciones producen una suma cuya longitud es un digito, pero cuando tanto los bits sumando como adendo son iguales a 1, la suma binaria consta de dos dígitos. El bit significativo más alto de este resultado se denomina acarreo. Cuando los números sumando y adendo contienen más dígitos significativos, la cuenta que se lleva obtenida por la adición de dos bits se añade al siguiente par de orden más alto de bits significativos. Un circuito combinacional que lleva a cabo la adición de dos bits se denomina medio sumador. Uno que lleva a cabo la adición de tres bits (dos bits significativos y una cuenta que se lleva previa) es un sumador completo. El nombre del primero proviene  del hecho de que dos medios sumadores se emplean para implementar un adicionador completo. Los dos circuitos adicionadores son los primeros circuitos combinacionales que van a diseñarse.

Un sumador completo es un circuito combinacional que forma la suma aritmética de tres bits de entrada. Consta de tres entradas y dos salida. Dos de las variables de entrada, que se indican por x y y, representan los dos bits significativos que van a añadirse. La tercera entrada, representa la cuenta que se lleva de la posición previa significativa más baja. Son necesarias dos salidas debido a que la suma aritmética de tres dígitos binarios varia en valor desde 0 a 3 y el 2 o 3 binarios requieren dos dígitos.

Marco Teórico

OPERACIONES EN EL SISTEMA BINARIO

Las principales operaciones aritméticas que realiza un computador son: suma, resta, producto y división.

Suma binaria

Está basada en la suma decimal que conocemos tan bien: como vemos la suma de números binarios de dos bits nos puede dar un número binario de tres bits. a este bit más significativo se le conoce como el acarreo (parecido al “me llevo una” de la suma decimal). 

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Circuitos Sumadores

Un sumador es un circuito que realiza la suma aritmética de dos palabras binarias. La suma de números binarios de n bits nos da un número binario de n+1 bits.

Un sumador de dos bits deberá tener 2 entradas y tres salidas. A este bit más significativo en la salida se le conoce como el acarreo. Un dispositivo que realice esta operación se denomina medio sumador:

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A la salida a+b, se le conoce también como media suma (ha). Cout, indica el acarreo de salida (carry out). Esta salida se puede usar para conectar en cascada distintos sumadores, de manera que podamos sumar palabras de más de un bit.

Propagación en serie del acarreo

Si el tiempo que tarda un sumador de 4 bits en obtener, a partir de los datos de entrada, los valores de la salida lo denominamos τ, el tiempo que se tarda en obtener la palabra s[0-16] como la suma binaria de a[0-15] y b[0-15], con este circuito es 4 τ.

Propagación en paralelo del acarreo

Existen circuitos que permiten manejar los acarreos al mismo tiempo y reducir el tiempo en obtener la suma a 2 τ. se usan principalmente con alu’s.

Sumador BCD

Transcript of circuito Sumador BCD o Decimal codificado binario es un estándar para representar números decimales en el sistema binario, en donde cada dígito decimal es codificado con una secuencias de 4 bits. BCD es un código numérico y puede utilizarse en operaciones aritméticas.

El sumador binario BCD es el circuito básico aritmético de cualquier computador. Un sumador paralelo binario de n bits es un circuito digital combinacional que produce la suma binaria en su salida de dos números binarios en paralelo de n bits presentes en sus entradas más el bit de entrada de acarreo. Además de la suma de n bits de los dos números, genera en su salida el bit de acarreo que se pueda producir.

Hojas técnicas de cada uno de los circuitos integrados

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Circuito que analizaremos

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RESULTADOS

Tabla de verdad de la sumatoria

C:

El circuito efectuado con las compuertas 74LS08 (AND) y 74LS32 (OR), funcionó correctamente y se pudieron comprobar los 1 y 0 obtenidos en la tabla de verdad.

S:

El circuito de salida implementado con varias compuertas lógicas, 74LS08, 74LS04, 74LS32, 74LS11, funcionó correctamente ya que se evidenció la tabla de verdad de salida.

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