Halvt subtraktorkredsløb og dets konstruktion

I tidligere tutorials har vi set, hvordan computer bruger binære tal 0 og 1, og ved hjælp af en adder-kredsløbscomputer vil tilføje disse cifre for at give SUM og Carry Out. Vi har allerede dækket Half Adder og Full Adder kredsløb i tidligere tutorials. I dag lærer vi om subtraktorkredsløb. Subtraktorkredsløb bruger disse binære tal 0, 1 og beregner subtraktionen. Et binært halvtrækkerkredsløb kan laves ved hjælp af EX-OR- og NAND- porte (kombination af NOT og AND gate). Kredsløbet har to elementer. Først den ene er den Diff (Forskel) og anden er denLån.

Når vi bruger aritmetisk subtraktionsproces i vores basis 10 matematik, som at trække to tal, for et eksempel-

Vi trækker hver kolonne fra højre til venstre, og hvis subtraend er større end minuend, kræves lån fra den forrige kolonne. Hvis vi ser eksemplet, vil vi forstå det meget bedre. I den mest højre kolonne er subtrahend 9 større end minuend 3. I et sådant tilfælde kan vi ikke trække 9 fra 3, vi tager lån 10 (pr. Vores basis 10 matematik) fra den næste venstre kolonne og konverterer 3 til 13 og derefter trækker, 13 - 9 = 4, vi bevæger os til den næste kolonne, nu på grund af den låne den diminuendindgangsterminal er 6 ikke 7. Igen er subtrahend 8 større end minuend 6, vi tog igen lån fra kolonnen til venstre mest, og vi trækker 16 - 8 = 8. Nu i kolonnen længst til venstre er minuend 8 ikke 9. Ved at trække disse to tal, vi får, 8 - 8 = 0. Dette er nøjagtigt modsat af den tilføjelse, vi beskrev i vores forrige halvaddervejledning.

Binær subtraktion:

I tilfælde af binært tal er subtraktionsprocessen nøjagtig den samme. I stedet for basissystemet 10 anvendes her basis 2- talesystem eller binære tal. Vi får kun to tal i binært nummersystem 1 eller 0. Disse to tal kan repræsentere forskel (forskel) eller låne eller begge dele. Som i binært nummersystem er 1 det største ciffer, vi producerer kun lån, når subtraend 1 er større end minuend 0, og på grund af dette vil lån kræve.

Lad os se mulig binær subtraktion af to bits,

1 ^st Bit eller Digit	2 ^nd Bit eller Digit	Forskel	Låne
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Det første ciffer, vi kan betegne som A og det andet ciffer, vi kan betegne som B, trækkes sammen, og vi kan se subtraktionsresultatet, forskel og lånebit. I den første to række og den sidste række 0 - 0, 1 - 0 eller 1 - 1 er forskellen 0 eller 1, men der er ingen lånebit. Men i tredje række trak vi 0 - 1, og det producerer en lånebit på 1 sammen med resultat 1, fordi subtraend 1 er større end minuend 0.

Så hvis vi ser driften af en subtraktor kredsløb, vi behøver kun to indgange, og det vil producere to udgange, den ene er subtraktion resultat, betegnet som Diff (Short form for Difference ), og anden er Lån bit.

Halvtrækker:

Så blokdiagrammet for en halvtrækker, som kun kræver to indgange og giver to udgange.

I ovenstående blokdiagram vises et halvt subtraktorkredsløb med input-output-konstruktion. Vi kan lave dette kredsløb ved hjælp af EX-OR og NAND Gate. Til fremstilling af NAND gate har vi brugt AND gate og NOT gate. Så vi har brug for tre porte til at konstruere Half Subtractor circuit:

2-input Exclusive-OR Gate eller Ex-OR Gate
2-indgang OG port.
IKKE port eller inverterport

Kombination af AND og NOT gate giver en anden kombineret gate navngivet som NAND Gate. The Ex OR- port anvendes til at fremstille den Diff bit og NAND Gate producere den Lån bit af samme input A og B.

Ex-ELLER-port:

Dette er symbolet på to indgange EX-OR gate. A og B er de to binære input, og OUT er den endelige output.

Denne output vil blive brugt som Diff Out i halvt subtraktorkredsløb.

Den sandhed tabel over EX-OR gate er -

Indgang A	Indgang B	UD
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

I ovenstående tabel kan vi se output fra EX-OR- porten. Når en af bitene A og B er 1, bliver portens output 1. I de to andre tilfælde, hvor begge indgange er 0 eller 1, producerer Ex-ELLER-porten 0 udgange. Lær mere om EX-OR gate her.

2

Dette er det grundlæggende kredsløb for to input OG gate. Samme som EX-OR gate, den har to indgange. Hvis vi leverer A- og B- bit i inputet, producerer det en Output.

Den sandhed tabel over AND gate er -

Indgang A	Indgang B	Bær output
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Sandhedstabellen for AND gate vises ovenfor, hvor den kun producerer output, når begge input er 1, ellers giver den ikke en output, hvis begge eller nogen af input er 0. Lær mere om AND gate her.

IKKE port eller inverterport:

Nedenfor er symbolet på Inverter Gate:

Indgang A

Produktion

Indgang A er inverteret af IKKE- porten, og udgangen bruges som input af OG- port. Output fra denne NAND-gate bruges som lånebit i halvt adder-kredsløb.

Halvtrækkers logisk kredsløb:

Så der kan laves et logisk halvkredsløbskredsløb ved at kombinere to porte Ex-OR og NAND gate.

Dette er konstruktionen af Half-Subtractor- kredsløbet, da vi kan se to porte er kombineret, og den samme input A og B er tilvejebragt i begge porte, og vi får Diff-output over EX-OR- porten og Lånebit over NAND- porten.

Det boolske udtryk for Half Subtractor circuit er-

DIFF = A XOR B LÅN = ikke - A OG B (A'.B)

Sandhedstabellen for Half-Subtractor circuit er som følger-

Indgang A	Indgang B	DIFF (XOR ud)	Lån (NAND ud)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Praktisk demonstration af Half Subtractor Circuit:

Vi kan gøre kredsløbet reelt på Breadboard for at forstå det tydeligt; for dette har vi brugt tre udbredte XOR, OG og IKKE chip fra 74 -serien 74LS86, 74LS08 og 74LS04.

74LS86 har fire XOR- porte inde i chippen, og 74LS08 har fire AND- porte inde i den, da 74LS04 har seks IKKE- gate inde i den. Disse tre IC'er er bredt tilgængelige, og vi vil lave Half-Subtractor kredsløb ved hjælp af disse tre. Nedenfor er billederne af disse tre IC'er.

Vi kan også se stiftdiagrammet i nedenstående billede-

For at fremstille halvtrækkerkredsløbet har vi brug for følgende komponenter -

Grøn LED - 1 stk
Rød LED - 1 stk
74LS86
74LS08N
74LS04
1pc 4pin DIP-switch
2stk 4.7k modstand
2stk 1k modstand
5V vægadapter
Brødbræt og tilslut ledninger

Kredsløbsdiagram for at bruge disse tre IC'er som et halvt subtraktorkredsløb-

Vi konstruerede kredsløbet i brødbræt og observerede output.

I den ovennævnte kredsløbsdiagram en af XOR gate fra 74LS86, en af AND porten fra 74LS08 og en IKKE gate fra 74LS04 anvendes . Pin 1 og 2 i 74LS86 er indgangene til Ex-OR gate og pin 3 er output fra gate, på den anden side pin 1 og 2 af 74LS08 er input til AND gate og pin 3 er output fra gate, pin1 fra 74LS04 er input til inverter gate og pin2 er output fra inverter gate.

Som pr pin diagram, 7 ^th er pin af disse ICs forbundet til GND og 14 ^th pin af disse IC'er er forbundet til VCC. I vores tilfælde VCC er 5v. Vi tilføjede to lysdioder til at identificere output. Når output er 1, vil LED'en lyse. Her bruges rød LED til Diff og grøn LED bruges til lånebit.

Vi tilføjede DIP-switch i kredsløbet for at give input på porte, for bit 1 leverer vi 5V som input og for 0 Vi leverer GND gennem 4,7 k modstand. 4.7k modstande bruges til at levere 0 indgange, når DIP-kontakten er i slukket tilstand.

Demonstrationsvideo er angivet nedenfor.

Half Subtractor Circuit bruges til bit subtraktion og logiske output relaterede operationer i computere.

Lyd