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教科書で習う、加算器を実際に作ってみました。
加算器とは、たしざんを行う装置の事です。
作ったのは、ウィキペディアに載っている、半加算器、全加算器、複数ビットの加算器の３つです。
上の写真は、教科書で習う、典型的な図です。
■半加算器
↑半加算器で計算させている所
半加算器は、①ＡＮＤ２個とＯＲ１個のものと、②ＸＯＲ１個とＡＮＤ１個の、２つがあります。
今回は、作るのが楽な、②ＸＯＲ１個とＡＮＤ１個を、作りました。
０＋０＝０ １＋０＝１ ０＋１＝１ １＋１＝２ の４つしか計算出来ない回路です(真理値表は４種類)。
実用性は全くないですが、これが足し算の基本単位です。
■全加算器
↑全加算器で計算させている所
全加算器は、桁上がりも考慮し、足し算してくれる回路です。
桁上がりがありますが、それでも実用性は低く、これも足し算の基本単位です。
真理値表は、８種類あります。
■複数ビットの加算器
↑複数ビットの加算器
複数ビットの加算器は、半加算器１個と全加算器を複数個で出来ています。
電子回路は大きくなりますが、ようやく実用的な、足し算が出来るようになります。
今回は、回路が大きくなるため、全加算器ＩＣを使い、回路をコンパクトにしました。
またプッシュスイッチだと押すスイッチが多くなってしまうため、ディプスイッチにしました。
写真の全加算器ＩＣは、中に全加算器が４個入っているため、出力はＳ0、Ｓ1、Ｓ2，Ｓ3、Ｓ4の５個、それと桁上がりのＣ（エンドキャリー）もあります。
スイッチは、Ａ0、Ａ1、Ａ2、Ａ3、Ａ4と、Ｂ0、Ｂ1、Ｂ2、Ｂ3、Ｂ4で、２進数の５桁同士の足し算が出来ます。
作った感想は、一番上の写真が基本ですが、実際は、プッシュスイッチやディップスイッチの選定、スイッチのプルダウン抵抗、それぞれのＩＣの選定、ＩＣの電源、電源電圧の決定など、付け足す回路がいっぱいあるので、思ったよりも大変でした。
教科書の回路は、そのまま動かない事が理解できたり、ロジックＩＣの具体的な使用例が理解できるので、一度は作ってみると良いかもしれません。
実際に作られる方は、ハンダ付けは大変なので、ブレッドボードまでにしておいたほうが良いと思います。
（2021年8月15日（日）作成） |
