全加器的逻辑式可以表示为:

S = A ⊕ B ⊕ C_in C_out = (A ∧ B) ∨ (C_in ∧ (A ⊕ B))

其中,S表示输出的和,C_out表示输出的进位。A、B分别表示加数和被加数,C_in表示上一位的进位。

该全加器可以用两个异或门、四个与非门和一个或门实现,电路如下图所示:

full-adder-circuit

其中,XOR表示异或门,AND表示与门,NOR表示非或门,OR表示或门。

电路的实现方式与逻辑式一一对应,其中,第一个异或门实现了S的计算,第二个异或门和四个与非门实现了C_out的计算。具体实现过程如下:

  • 第一个异或门的输入为A和B,输出为S;
  • 第二个异或门的输入为S和C_in,输出为C_out的反相信号;
  • 第一个与非门的输入为A和B,输出为A ∧ B;
  • 第二个与非门的输入为C_in和A ⊕ B,输出为C_in ∧ (A ⊕ B);
  • 第三个与非门的输入为A ∧ B和C_in ∧ (A ⊕ B),输出为(A ∧ B) ∧ (C_in ∧ (A ⊕ B));
  • 第一个非或门的输入为(A ∧ B) ∧ (C_in ∧ (A ⊕ B)),输出为(A ∧ B) ∨ (C_in ∧ (A ⊕ B)),即C_out的值;
  • 最后一个或门的输入为(A ∧ B) ∨ (C_in ∧ (A ⊕ B))和C_out的反相信号,输出为C_out的值。

因此,该电路实现了全加器的功能。

全加器逻辑实现: 异或门、与非门和或门

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