13. 4-бит сумматор 74HC283
13. 4-бит сумматор 74HC283
🎯 Цель урокаОсвоить микросхему 74HC283 — готовый 4-битный сумматор.
🧠 Теория (10 мин)
Зачем готовая микросхема?
Собирать 4 полных сумматора из вентилей = много проводов и ошибок.
74HC283 содержит 4 полных сумматора в одном корпусе DIP-16!
Распиновка 74HC283
┌───────────────────┐
Σ2 ──┤ 1 16 ├── VCC
B2 ──┤ 2 15 ├── B3
A2 ──┤ 3 74HC283 14 ├── A3
Σ1 ──┤ 4 13 ├── Σ3
A1 ──┤ 5 12 ├── A4
B1 ──┤ 6 11 ├── B4
C0 ──┤ 7 10 ├── Σ4
GND ──┤ 8 9 ├── C4
└───────────────────┘
| Пин | Название | Описание |
|---|---|---|
| A1-A4 | Operand A | Первое число (4 бита) |
| B1-B4 | Operand B | Второе число (4 бита) |
| Σ1-Σ4 | Sum | Результат (4 бита) |
| C0 | Carry In | Входной перенос |
| C4 | Carry Out | Выходной перенос |
Что вычисляет
Пример: 7 + 5 = 12
A = 0111 (7)
B = 0101 (5)
C₀ = 0
─────────
Σ = 1100 (12)
C₄ = 0
🔧 Фаза 3: Собираем калькулятор! (30 мин)
Компоненты
| Компонент | Количество |
|---|---|
| 74HC283 | 1 |
| DIP-переключатель 4-поз | 2 |
| LED | 5 (4 для суммы + 1 для переноса) |
| Резистор 330 Ом | 5 |
| Резистор 10 кОм | 8 (подтяжки) |
Схема
DIP Switch A DIP Switch B
┌─┬─┬─┬─┐ ┌─┬─┬─┬─┐
│1│2│3│4│ │1│2│3│4│
└┬┴┬┴┬┴┬┘ └┬┴┬┴┬┴┬┘
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ └── A4 (Pin 12) │ │ │ └── B4 (Pin 11)
│ │ └──── A3 (Pin 14) │ │ └──── B3 (Pin 15)
│ └────── A2 (Pin 3) │ └────── B2 (Pin 2)
└──────── A1 (Pin 5) └──────── B1 (Pin 6)
C0 (Pin 7) ── GND (для простого сложения)
Σ1 (Pin 4) ── [330Ω] ── LED ── GND
Σ2 (Pin 1) ── [330Ω] ── LED ── GND
Σ3 (Pin 13) ── [330Ω] ── LED ── GND
Σ4 (Pin 10) ── [330Ω] ── LED ── GND
C4 (Pin 9) ── [330Ω] ── LED ── GND (перенос!)
Тестирование
| A (двоичное) | A (десятичное) | B (двоичное) | B (десятичное) | Σ (LED) | C₄ | Результат |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0001 | 1 | 0001 | 1 | 0010 | 0 | 2 |
| 0011 | 3 | 0010 | 2 | 0101 | 0 | 5 |
| 0111 | 7 | 0101 | 5 | 1100 | 0 | 12 |
| 1111 | 15 | 0001 | 1 | 0000 | 1 | 16 (перенос!) |
| 1111 | 15 | 1111 | 15 | 1110 | 1 | 30 |
💡 Перенос C₄Когда результат > 15, загорается LED переноса! Это означает, что сумма занимает 5 бит.
🔬 Эксперимент: 8-битный сумматор
Соедини две 74HC283 для сложения чисел 0-255:
A[3:0] B[3:0] A[7:4] B[7:4]
│ │ │ │
▼ ▼ ▼ ▼
┌─────────┐ ┌─────────┐
0──┤ 74HC283 ├── C₄ ───►┤ 74HC283 ├── C₄ (переполнение)
│ (low) │ │ (high) │
└────┬────┘ └────┬────┘
│ │
▼ ▼
Σ[3:0] Σ[7:4]
Пин C4 первого чипа → Пин C0 второго чипа!
💡 Реальное применение
В процессорах
Сумматор — сердце ALU (арифметико-логического устройства).
В счётчиках
Счётчик = регистр + сумматор (прибавляем 1 на каждом такте).
В адресации
Вычисление адресов памяти: база + смещение.
📝 Мини-задания
✅ Чеклист
- Знаю распиновку 74HC283
- Собрал 4-битный калькулятор
- Проверил сложение разных чисел
- Понимаю роль C₄