Микросхемы многоразрядных сумматоров

На рис. 9.7 показаны для примера 2-разрядный и 4-разрядный сумматоры.

Микросхема ИМ6 отличается от ИМ3 повышенным быстродействием и номерами используемых выводов микросхемы, функция же выполняется та же самая.

Помимо выходных разрядов суммы и выхода переноса, сумматоры имеют вход расширения (другое название - вход переноса) С для объединения нескольких сумматоров с целью увеличения разрядности. Если на этот вход приходит единица, то выходная сумма увеличивается на единицу, если же приходит нуль, то выходная сумма не увеличивается.

Если используется одна микросхема сумматора, то на ее вход расширения С необходимо подать нуль.

Рис. 9.7. Примеры микросхем сумматоров

Сумматор может вычислять не только сумму, но и разность входных кодов, то есть работать вычитателем. Для этого вычитаемое число надо просто поразрядно проинвертировать, а на вход переноса С подать единичный сигнал (Рис. 9.8).

Рис. 9.8. 4-х разрядный вычитатель на сумматоре ИМ6 и инверторах ЛН1

Например, пусть нам надо вычислить разность между числом 11 (1011) и числом 5 (0101). Инвертируем поразрядно число 5 и получаем 1010, то есть десятичное 10. Сумматор при суммировании 11 и 10 даст 21, то есть двоичное число 10101. Если сигнал С равен 1, то результат будет 10110. Отбрасываем старший разряд (выходной сигнал Р) и получаем разность 0110, то есть 6.

Каскадировать сумматоры для увеличения разрядности очень просто. Надо сигнал с выхода переноса сумматора, обрабатывающего младшие разряды, подать на вход переноса сумматора, обрабатывающего старшие разряды (Рис. 9.9). При объединении трех 4-разрядных сумматоров получается 12-разрядный сумматор, имеющий дополнительный 13-й разряд (выход переноса Р).

Неопределенные состояния на выходах сумматора могут возникать при любом изменении любого из входных кодов (Рис. 9.10).

Выходной код суммы может принимать в течение короткого времени значения, никак не связанные с входными кодами, а на выходе переноса могут появляться короткие паразитные импульсы. Это связано, прежде всего, с неодновременным изменением разрядов входных кодов.

Рис. 9.9. Каскадирование сумматоров ИМ6 для увеличения разрядности

Чтобы избежать влияния этих неопределенных состояний на дальнейшую схему, необходимо предусматривать синхронизацию или стробирование выходных сигналов. Для этого надо располагать информацией о моментах изменения входных кодов.