Fuldt subtraktorkredsløb og dets konstruktion

I den forrige tutorial af Half Subtractor Circuit havde vi set, hvordan computeren bruger single bit binære tal 0 og 1 til subtraktion og opretter Diff and Borrow bit. I dag lærer vi om konstruktionen af Full-Subtractor kredsløb.

Fuld subtraktorkreds

Half-Subtractor kredsløb har en stor ulempe; vi har ikke muligheden for at levere Lån i bit til subtraktionen i Half-Subtractor. I tilfælde af fuld subtraktorkonstruktion kan vi faktisk lave en låntagning i input i kredsløbet og kunne trække den med andre to indgange A og B. Så i tilfælde af fuld subtraktorkredsløb har vi tre indgange, A som er minuend, B som er subtrahend og lån i. På den anden side får vi to endelige output, Diff (Difference) og Lån ud.

Vi bruger to halve subtraktorkredsløb med en ekstra tilføjelse af ELLER-porten og får et komplet komplet subtraktorkredsløb, det samme som Full Adder Circuit, vi har set før.

Lad os se blokdiagrammet,

I ovenstående billede vises faktiske symboler i stedet for blokdiagram. I forrige halv-subtraktor-tutorial havde vi set sandhedstabellen over to logiske porte, som har to inputmuligheder, XOR- og NAND-porte. Her tilføjes en ekstra port i kredsløbet ELLER porten. Dette kredsløb er meget ens med fuldadder kredsløb uden IKKE porten.

Sandhedstabel over fuld subtraktorkredsløb

Da Full Subtractor-kredsløb beskæftiger sig med tre indgange, opdateres sandhedstabellen også med tre inputkolonner og to outputkolonner.

Lån ind	Indgang A	Indgang B	DIFF	Lån ud
0	0	0	0	0
0	1	0	1	0
0	0	1	1	1
0	1	1	0	0
1	0	0	1	1
1	1	0	0	0
1	0	1	0	1
1	1	1	1	1

Vi kan også udtrykke den fulde subtraktorkredsløbskonstruktion i boolsk udtryk.

I tilfælde af DIFF XORer vi først A- og B-indgangen, så XOR igen output med Borrow in . Så Diff er (A XOR B) XOR Lån i. Vi kan også udtrykke det med:

(A ⊕ B) ⊕ Lån ind.

Nu for låntagningen er det:

som yderligere kan repræsenteres af

Cascading Subtractor Circuits

Fra nu af beskrev vi opbygningen af ​​single-bit fuld-subtraktorkredsløb med logiske porte. Men hvad hvis vi vil trække to, mere end en bit tal?

Her er fordelen ved fuldt subtraktorkredsløb. Vi kan kaskade enkeltbit fulde subtraktorkredsløb og kunne trække to binære tal med flere bit.

I sådanne tilfælde kan et kaskadefuldt Adder-kredsløb bruges med IKKE porte. Vi kunne bruge 2s komplimentmetode, og det er populær metode til at konvertere et fuldt adderkredsløb til en fuld subtraktor. I et sådant tilfælde inverterer vi generelt logikken i subtrahend-input af den fulde adder ved hjælp af inverter eller IKKE gate. Ved at tilføje denne ikke-inverterede input (Minuend) og Inverteret Input (Subtrahend), mens bæreindgangen (LSB) for det fulde adderkredsløb er i Logic High eller 1, trækker vi de to binære filer i 2's komplementmetode. Outputtet fra fuldadder (som nu er fuld subtraktor) er Diff-bit, og hvis vi inverterer udførelsen, får vi Lån-bit eller MSB. Vi kan faktisk konstruere kredsløbet og observere output.

Praktisk demonstration af Full Subtractor Circuit

Vi bruger en Full Adder-logikchip 74LS283N og NOT gate IC 74LS04. Brugte komponenter-

1. 4-polede dip switches 2 stk
2. 4 stk. Røde lysdioder
3. 1 stk Grøn LED
4. 8stk 4.7k modstande
5. 74LS283N
6. 74LS04
7. 13 stk 1k modstande
8. Brødbræt
9. Tilslutning af ledninger
10. 5V adapter

På billedet ovenfor vises 74LS283N til venstre og 74LS04 til højre. 74LS283N er en 4bit fuld subtraktor TTL-chip med Carry-blik frem-funktion. Og 74LS04 er en IKKE gate IC, den har seks IKKE porte inde i den. Vi bruger fem af dem.

Den pin diagram er vist i den skematiske.

Kredsløbsdiagram for at bruge disse IC'er som et fuldtrækkerkredsløb-

• Stiftdiagram over IC 74LS283N og 74LS04 er også vist i skemaet. Pin 16 og Pin 8 er henholdsvis VCC og Ground,
• 4 inverterporte eller IKKE porte er forbundet over pin 5, 3, 14 og 12. Disse ben er det første 4-bit nummer (P), hvor pin 5 er MSB, og pin 12 er LSB.
• På den anden side er pin 6, 2, 15, 11 det andet 4-bit nummer, hvor pin 6 er MSB, og pin 11 er LSB.
• Pin 4, 1, 13 og 10 er DIFF-output. Pin 4 er MSB, og pin 10 er LSB, når der ikke er nogen lån ud.
• SW1 er subtrahend og SW2 er Minuend. Vi forbandt Carry in pin (Pin 7) til 5V for at gøre det til Logic High. Det er nødvendigt for 2's komplement.
• 1k modstande bruges i alle indgangsben til at give logik 0, når DIP-kontakten er i OFF-tilstand. På grund af modstanden kan vi let skifte fra logik 1 (binær bit 1) til logik 0 (binær bit 0). Vi bruger 5V strømforsyning.
• Når DIP-switchene er ON, kortsættes input-pins med 5V, hvilket gør disse DIP-switches til Logic High; vi brugte røde lysdioder til at repræsentere DIFF-bitene og grønne led til udlån-bit.
• R12-modstand, der blev brugt til pull up på grund af 74LS04, kunne ikke give tilstrækkelig strøm til at drive LED'en. Også pin 7 og pin 14 er henholdsvis jord og 5V pin på 74LS04. Vi har også brug for at konvertere Lån ud-bit, der kommer fra Full-adder 74LS283N.

Tjek demonstrationsvideoen for yderligere forståelse nedenfor, hvor vi har vist at trække to 4-bit binære tal.

Tjek også vores tidligere kombinationslogiske kredsløb:

1. Half Adder Circuit
2. Fuld Adder Circuit
3. Halv subtraktorkredsløb