Сумматор — это устройство, предназначенное для арифметического сложения двух чисел. По известному правилу сложения многоразрядных двоичных чисел каждый разряд суммы формируется из разрядов слагаемых и переноса из младшего разряда. Кроме этого, формируется перенос в старший разряд. Самый простой сумматор — это одноразрядный сумматор. Он имеет следующую таблицу истинности:
Вход | Выход | |||
Слагаемое | Перенос из младшего разряда | Сумма | Перенос в старший разряд | |
X1 | X2 | X3 | Y1 | Y2 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0 | 0 | 1 | 1 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Соответствующий логический элемент должен иметь три входа и два выхода. Логические функции для него будут следующими:
По этим функциям можно построить одноразрядный сумматор на элементах И и ИЛИ:
Данная схема может быть заменена одним прямоугольником с пометкой SM — сумматор:
Для сложения двух многоразрядных двоичных чисел соединим последовательно n одноразрядных сумматоров и получим следующую схему:
На вход Х3 сумматора нулевого разряда подается постоянный 0. Если в результате сложения на выходе Y2 последнего сумматора n-го разряда появляется 1, то происходит переполнение сумматора. Этот выход обычно заводят в специальную схему ЭВМ, где фиксируется факт переполнения, который может быть проанализирован программистом.
Приведенные выше схемы реализуются отдельными микросхемами, выпускаемыми в виде одно-, двух- и четырехразрядных сумматоров. Соединяя их между собой, получают сумматоры с требуемой разрядностью.