Introdução: Objetivos:

Transcrição

1 Escola de Engenharia de São Carlos - USP Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação SEL 0412 Tecnologia digital Trabalho nº 2 - Somador Aritmético Completo Introdução: Qualquer sistema de processamento deve ser capaz de executar operações aritméticas básicas, as quais podem ser combinadas em funções mais complexas. A função de adição pode ser utilizada na execução das operações subtração, multiplicação e divisão. Portanto, o circuito somador é o núcleo da maioria das unidades aritméticas. Genericamente, um somador completo além de adicionar os 2 bits referentes aos operandos também adiciona um bit de transporte (carry) proveniente de uma coluna anterior. Objetivos: Montar e verificar o funcionamento de somador completo de vários bits a partir de um somador completo de 1 bit; Montar e verificar o funcionamento de um somador completo de dois números de 1 bit (full-adder). Projetar e implementar e verificar o funcionamento de um somador completo de número de 2 bits utilizando dois somadores completos (full-adder) de 1 bit. Resumo Teórico: Um somador completo de 2 números de 1 bit, representado na Figura 1, é um circuito que soma 1 bit de uma palavra(número) A com 1 bit de um número B e esse resultado é somado a um carry (Cin), que possa eventualmente vir de uma operação anterior, como mostra a expressão abaixo: Portanto, o somador completo (full-adder) apresenta os sinais de saída S e Cout, onde: S é resultado da soma de dois números de 1 bit: S=S(A,B,Cin) e Cout é o transporte resultante da soma de dois números de 1 bit: Cout= Cout(A,B,Cin). A figura 1 seguinte ilustra o diagrama de blocos de um full-adder, enquanto a tabela de verdade mostra a representação funcional das funções S e Cout. Na função full-adder, as variáveis A e B são os operandos de 1 bit (números de 1 bit a somar) e Cin é o transporte resultante da soma à esquerda.

2 Tabela 1 Tabela verdade de um somador completo de 1bit Figura 1 Somador Completo de dois números de 1 bit. Escola de Engenharia de São Carlos - USP

3 Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação SEL 0412 Tecnologia digital Trabalho nº 2 Somador Completo Grupo: ( ) Nomes NºUSP NºUSP Material necessário: - Fonte de alimentação regulada ( 1); - protoboard ( 1); - 74LS00: CI com quatro portas NAND de duas entradas (especificações na pasta componentes/ttl no - 74LS86: CI com quatro portas XOR de duas entradas (especificações na pasta componentes/ttl no -74LS83: CI com um somador completo de palavra de 4 bits (especificações na pasta componentes/ttl no Preparação do Projeto e Procedimento Experimental: 1. A partir da tabela 1, usando mapa de Karnaugh obter as funções lógicas S=S(A,B,Cin) e Cout= Cout(A,B,Cin),para o somador Completo de 1 bit. Utilizando as propriedades da álgebra Boole, obtenha a função S utilizando portas ou-exclusivo.

4 2. Desenhar diagramas lógicos das funções obtidas no item 1, (S=S(A,B,Cin), com ou exclusivo, e Cout= Cout(A,B,Cin). 3. Mostrando o processo de simplificação aplicado às funções lógicas do item 1, desenhar o diagrama lógico da função Cout usando apenas NANDs de 2 entradas. 4. Implementar no protoboard a função Cout desenhada no item 3 e a função soma desenhada no item2. Verificar através da ponta de prova ou Leds do painel seus funcionamentos (mostrar à professora). 5. Utilizando o diagrama em blocos de um somador completo de 1 bit (Figura 1), faça o diagrama em blocos de um somador completo de 2 bits. 6. Utilizando o CI 7483, verifique o seu funcionamento sabendo que ele é um Somador Completo de 2 palavras de 4 bits. Utilize as chaves do painel para ligar as entradas do somador de A1 a A4 e B1 a B4. E então, ligue as saídas S (S1 a S4) nos leds do painel de montagem de L0 a L3, respectivamente. O carry inicial(c0) ligue no terra(comum) e o carry final( C4) no Led L8. Verifque o resultado de algumas somas e preencha a Tabela 2 mostrar para a professora).

5 7. Preencher a tabela2 seguinte com os resultados experimentais. Tabela 2 Resultados experimentais da montagem do item 6 somador completo de 4 bits A 4A 3A 2 A 1 A 4 A 3 A 2 A 1 B 4B 3B 2B B 4 B 3 B 2 B 1 C4 S 4 S 3 S 2 S 1 Resultado Resultado (Hexa)