IC Grundbausteine

Adder (Bsp. 74HC283)

Adder

Ein Adder oder Summer dient zum zählen binärer Zahlen. Der IC 74HC283 kann zwei je 4-bit Breite BCD (Binary Coded Decimal) Zahlen zusammenrechnen (A0-A3 plus B0-B3).

Gibt es ein Übertrag wird dieser am Ausgang COUT(= Carry OUT) ausgegeben. Will man mehrere 4-bit Adder zusammenschließen um 8-, 12- oder 16-bit breite BCD Zahlen zu addieren werden jeweils die COUT Ausgänge mit den CIN Eingängen des nachfolgenden ICs verbunden.

Pinbelegung

Pin Funktion
VCC Versorgungsspannung +5V
GND Minus -
A0-A3 4-bit BCD Eingänge der ersten Zahl (A0=LSB)
B0-B3 4-bit BCD Eingänge der zweiten Zahl (B0=LSB)
CIN Hier wird COUT des vorhergehenden Adders angeschlossen
Beim ersten oder einzigen Adder wird der Eingang auf LOW gelegt
COUT Ausgang des Übertrags (Carry OUT)
S0-S3 Rechenergebnis (= Sum)

Funktionsweise

Half-Adder

Funktion Half-Adder

Im Schaubild rechts ist die Wahrheitstabelle für die Addition zweier Bits angegeben. Der Ausgang S ist die Summe (=Sum) und C ein eventueller Übertrag (=Carry).

Der Ausgang S kann mit einer XOR Operation ermittelt werden. Der Ausgang C mit einer UND Verknüpfung.

Full-Adder

Funktion Full-Adder

Ein Voll-Addierer muss im Gegensatz zu einen Halb-Addierer auch noch einen eventuellen Übertrag aus einer vorangegangen Berechnung berücksichtigen. Ein Full-Adder hat also drei Eingänge. Die Zahlen A und B und ein Übertrag C.

Rechts im Bild ist die Wahrheitstabelle und die entsprechende Logik angegeben.

4-bit Adder

Funktion 4-bit Adder

Bei einem 4-bit Adder wie bei unserem 74HC283 sind vier Voll-Addierer hintereinander geschalten. Je nach bit-Breite der Binärzahlen kann diese Schaltung beliebig erweitert werden.

Ist das Ergebnis innerhalb eines Full-Adders '1' wird der zugehörige Ausgang S angesteuert. Ist das Ergebnis '2' wird nur das Carry-Bit gesetzt und an den nachfolgenden Adder übergeben. Bei der Summe '3' wird zum einen der Ausgang S gesetzt und zusätzlich das Carry-Bit weitergegeben.

IC Ansteuerung


Links ist die Stromversorgung mit einer 5V Kontroll-LED angeschlossen. An den Ausgängen S0-S3 für die Summe der Addition sind rote LEDs angeschlossen. Der Übertrag aus dem IC (COUT) ist mit einer gelben LED verbunden.