数字电路基础知识分享4

上小节主要会聚焦在MOS管特性，由MOS管搭建的简单逻辑器件，以及D触发器器件。

本小节将从这些逻辑器件，门电路，触发器开始，搭建一些相对复杂点的功能电路，比如加法器和减法器等。从这个过程中，体会一下如何从基本逻辑门开始，构建功能稍微复杂的电路。

内容概括

加法器的介绍，其内容包括：

二进制加法器

减法器

乘法器

0****1

二进制加法器

01

半加器

半加器不考虑低位进位来的进位值，只有两个输入，两个输出。由一个与门和异或门构成，

真值表如下：

逻辑表达式 ：

02

全加器

当多位数相加时，半加器可用于最低位求和，并给出进位数。第二位的相加有两个待加数和，还有一个来自前面低位送来的进位数。这三个数相加，得出本位和数（全加和数）和进位数。这种就是“全加"。

**真值表如下： **

逻辑表达式 ：

经过上面的介绍我相信大家对加法器已经有了一定了解，接下来我们为大家介绍如何用与非门等设计一个全加法器。首先我们需要对 公式化简 ，这里就用到了前面介绍的逻辑转换律。

02

减法器

减法器可以由基础的半减器和全减器模块组成，或者基于加法器和控制信号搭建。

定义Nbit被减数x，减数Y，差为D（difference）；来自低bit的借位Bi，想高bit借位Bi+1，i为bit序号。

01

半减器

半减器用于计算两bit Xi和Yi的减法，输出结果Di和向高位的借位Bo（Borrow output）。其真值表、逻辑表达式如下：

02

全减法器

全减器不同于半减器在于，全减器输入来自低位的借位Bi（Borrow input），另外两个输入xi、yi，输出为Di和向高位借位Bo。

其真值表、逻辑表达式如下：

接下来我们为大家介绍如何用与非门等设计一个全减法器：

03

乘法器（阵列乘法器）

实现乘法的比较常用的方法是类似与手工计算乘法的方式：

对应的硬件结构就是阵列乘法器（array multiplier）它有三个功能： 产生部分积，累加部分积和最终相加 ，其中HA为半加器，FA为全加器。