CIRCUITO SUMADOR DE 4 BITS

CONSULTA N° 7

CIRCUITO SUMADOR DE 4 BITS

Sumador

En electrónica un sumador es un circuito lógico que calcula la operación suma. En los computadores modernos se encuentra en lo que se denomina Unidad aritmético lógica (ALU). Generalmente realizan las operaciones aritméticas en código binario decimal o BCD exceso 3, por regla general los sumadores emplean el sistema binario. En los casos en los que se esté empleando un complemento a dos para representar números negativos el sumador se convertirá en un sumador-substractor (Adder-subtracter).

Las entradas son A,B,Cin que son la entradas de bits A y B, y Cin es la entrada de acarreo. Por otra parte, la salida es S y Cout es la salida de acarreo.

En la siguiente tabla muestra los resultados de este circuitola forma de las funciones para el acarreo y la suma respectivamente son:

S = a'b'Ci + a'bCi' + ab'Ci' + abCi

Co = a'bCi + ab'Ci + abCi' + abCi

Co = a'bCi + ab'Ci + ab

También se puede poner la salida S en función de Co:

S = CiCo' + bCo' + aCo' + abCo

Además, como lo único que se hace para incluir el acarreo en la suma es añadirlo a la operación, este mismo circuito se puede formar anidando dos semisumadores, de manera que, la salida S del primer semisumador se conecte a una de las entradas del segundo semisumador, la entrada Ci se conecte con la otra entrada del semisumador, las salidas de acarreo se conectan a un or para proporcionar la salida del acarreo total de la suma (Co) y la salida S del segundo semisumador se queda como resultado total de la operación.

Sumadores

Sumadores binarios de 4 bits:

Las operaciones aritméticas se presentan con tal frecuencia que se han desarrollado un número de circuitos integrados especiales para llevarlas a cabo. El 74LS283 es un buen exponente de esta clase de dispositivos, siendo, en esencia, un sumador hexadecimal de 4 bits, Por lo tanto, acepta como entradas dos números de 4 bits de cada uno, A y B, y un bit de acarreo previo, CO. Los 4 bits correspondientes al número A se conectan a las entradas Al, A2, A3 y A4. Las cuatro entradas del dato B se conecta de manera similar. El sumador genera como resultado un número de 4 bits correspondientes a la suma de los dos datos, A y B, además de un bit de acarreo, C4. En la figura Nº2 se muestra la configuración de pines del 74LS283.

Figura Nº 2. Configuración de pines del 74LS283Figura Nº 3. Configuración en cascada 74LS283

La operación del circuito integrado puede describirse en forma resumida de la siguiente manera:

• Si la suma de los dos datos de entrada más el acarreo previo arroja un resultado entre O y 15, la suma aparecerá en las salidas de suma y el bit de acarreo de salida, C4 se hace igual a cero.

• Si el resultado de la suma se sitúa entre 16 y 31, el bit de acarreo C4 se pone en 1 y las salidas correspondientes a los bits de suma se hacen iguales al valor del resultado menos 16. Observe que en el su mador de 4 bits, el bit de acarreo resultante posee un peso binario igual a 16.

Ejemplo:

Suponga entradas a un sumador como el siguiente:

A4A3A2A1= 01112 (716)

B4B3B2B1 = 10102 (A16)

CO=1

En este caso, la suma de los tres datos de entrada, 0111 + 1010 + 1 resulta ser igual 18. De acuerdo a las reglas anteriores, se produce un bit de acarreo igual 1 y las salidas adoptan un valor de 2 (esto es, 18 menos 16). Por lo tanto, C4 = 1 y 4 3 2 1=0010.

Sumadores en cascada

Es posible implementar sumadores para palabras de tamaño superiores a 4 bits si se disponen varios 74LS283 en cascada. Para el efecto, basta simplemente con conectar la salida C4 del sumador de menor peso a la entrada CO del sumador siguente. En la figura Nº 3 se muestra como se conectarían dos 74LS283 en cascada para con formar un sumador de 8 bits. Los dos sumadores se muestran recibiendo como datos a dos números binarios de 8 bits cada uno cuyos valores son: A=11001010, B = 11100111, CO=0. El resultado de la operación, mostrado también en la misma figura es 10110001 y C4= 1.+

Este es un sumador completo de un bit, el mismo implementado en el IC 7480. En forma de bloque veríamos algo como: Estas implementaciones son hechas con puras compuertas y los IC's usados usan menos de 10 de ellas por lo que estos sumadores son a nivel de SSI. Si queremos construir un sumador de, por ejemplo, 4 bits, deberemos poner en cascada cuatro sumadores completos de un bit tal como se muestra a continuación:

Esto no es más que el IC 7483 (que es un sumador a escala MSI debido al número de compuertas que éste

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