1.4. Двоичные сумматоры-вычитатели

Теперь, когда мы знаем, что двоичные сумматоры можно использовать как для сложения, так и для вычитания, спроектируем схему универсального устройства – сумматора-вычитателя, положив в ее основу схему вычитателя (рис. 4б), в которой вместо четырех одноразрядных сумматоров используем – две ИС 2-разрядных сумматоров К155ИМ2, а вместо инверторов – ЛЭ «М2». В преобразованном виде эта схема приведена на рис. 5. Чтобы эта схема работала как двоичный сумматор, достаточно на управляющий вход V подать уровень логического 0. При этом через ЛЭ «М2» числовые разряды b₂b₁b₀ двоичного числа В проходят без инверсии. Кроме того, логический 0 с управляющего входа V поступает на вход переноса младшего разряда двоичного сумматора. Таким образом, при V=0 схема складывает двоичные числа А и В.

Рис. 5. Функциональная схема сумматора-вычитателя

Чтобы схема работала как вычитатель на управляющем входе V нужно установить уровень логической 1. В этом случае ЛЭ «М2» действуют как инверторы числовых разрядов b₂, b₁, b₀. Кроме того, логическая 1 с управляющего входа V поступает на вход переноса младшего разряда двоичного сумматора. В результате получаем, что двоичное число В будет представлено в дополнительном коде и, следовательно, схема осуществляет операцию вычитания А-В. На выходе S₂ сумматора SM₂ при V=1 (вычитании) формируется знак результата (разности), а при V=0 (суммировании) – числовой разряд суммы с весом 2³.

2. Задание на лабораторную работу

2.1. Используя ЛЭ, расположенные стенде, спроектировать схему и исследовать работу (снять таблицу истинности) полусумматора.

Пояснения к выполнению п. 2.1

Рис. 6. Условное изображение полусумматора

Полусумматор (рис. 6) – это цифровое устройство, осуществляющее суммирование младших разрядов а₀ и b₀ двоично кодированных чисел А и B и имеющее два выхода – S, на котором формируется сумма младшего разряда и p, на котором формируется перенос (1 или 0) в следующий старший разряд.

2.2. Исследовать работу (снять таблицу истинности) одноразрядного сумматора (рис. 2).

2.3. Исследовать работу (снять таблицу истинности) 2-разрядного сумматора К155ИМ2.

Пояснения к выполнению п. 2.3

Произвольно выбрав 4–5 комбинаций значений 2-разрядных чисел А= а₁ а₀ и B= b₁ b₀, получите соответствующие им результаты суммирования. Результаты сведите в таблицу:

	а1 а0	b1 b0	S2 S1 S0
1	. .	. .	. . .
. . .	. . .	. . .	. . .

2.4. Исследовать работу 4-разрядного сумматора-вычитателя.

Пояснения к выполнению п. 2.4

Собрать схему сумматора-вычитателя (рис. 5) и выполнить арифмети-ческие операции, соответствующие вашему варианту (см. табл.).

№ Варианта (бригады)	Выполняемые операции
	1	2	3
1	A+B=6+1	A-B=6-1	A-B=1-6
2	A+B=5+2	A-B=5-2	A-B=2-5
3	A+B=4+3	A-B=4-3	A-B=3-4
4	A+B=7+2	A-B=7-2	A-B=2-7
5	A+B=5+7	A-B=5-7	A-B=7-5

Результаты сведите в таблицу.