Circuitul complet de scădere și construcția sa

În tutorialul anterior al Half Subtractor Circuit, am văzut cum computerul folosește numerele binare 0 și 1 cu un singur bit pentru scădere și creează bitul Diff și Borrow. Astăzi vom afla despre construcția circuitului Full-Subtractor.

Circuit complet de scădere

Circuitul Half-Subtractor are un dezavantaj major; nu avem scopul de a furniza Împrumut în biți pentru scăderea în Half-Subtractor. În cazul scăzător plină construcție, putem face de fapt o Borrow în intrare în circuitele și ar putea scădea cu alte două intrări A și B. Astfel, în cazul extractoare Circuit completa avem trei intrări, A, care este Descăzut, B care este subtrahend și împrumută în. Pe de altă parte, obținem două rezultate finale, Diff (Diferență) și Borrow out.

Folosim două jumătăți de circuite Subtractor cu o adăugare suplimentară de poartă SAU și obținem un circuit complet Subtractor complet, la fel ca Circuitul Full Adder pe care l-am văzut înainte.

Să vedem diagrama bloc,

În imaginea de mai sus, în loc de diagrama bloc, sunt afișate simbolurile reale. În tutorialul anterior pe jumătate-Subtractor, am văzut tabelul adevărului a două porți logice care are două opțiuni de intrare, porțile XOR și NAND. Aici se adaugă o poartă suplimentară în circuit, poarta SAU. Acest circuit este foarte asemănător cu circuitul full-adder fără poarta NOT.

Tabelul de adevăr al circuitului complet al subtractorului

Deoarece circuitul Full Subtractor tratează trei intrări, tabelul Adevăr a fost actualizat și cu trei coloane de intrare și două coloane de ieșire.

Împrumută în	Intrare A	Intrare B	DIFF	Împrumută
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

De asemenea, putem exprima construcția completă a circuitului Subtractor în expresie booleană.

Pentru cazul DIFF, mai întâi XOR intrările A și B apoi XOR din nou ieșirea cu Împrumut în . Deci, Diff este (A XOR B) XOR Împrumută. Putem, de asemenea, să-l exprimăm cu:

(A ⊕ B) ⊕ Împrumută în.

Acum, pentru împrumutul, este:

care poate fi reprezentat în continuare prin

Circuite de scădere în cascadă

Începând de acum, am descris construcția circuitului cu un singur bit cu subtractor complet cu porți logice. Dar dacă vrem să scădem două, mai multe numere de biți?

Iată avantajul circuitului complet Subtractor. Putem în cascadă circuite complete de subtractor cu un singur bit și am putea scădea două numere binare multiple pe biți.

În astfel de cazuri, un circuit full-Adder în cascadă poate fi utilizat cu porti NU. Am putea folosi metoda de completare 2 și este o metodă populară de a converti un circuit complet adder într-un subtractor complet. În acest caz, inversăm în general Logica intrărilor subtrahend ale sumatorului complet prin invertor sau poartă NU. Prin adăugarea acestei intrări neinversate (Minuend) și Inversed Input (Subtrahend), în timp ce intrarea carry (LSB) a circuitului complet adder este în Logic High sau 1, scădem acele două binare în metoda complementului 2. Ieșirea de la Full-adder (care acum este Subtractor complet) este bitul Diff și dacă inversăm efectuarea vom obține bitul Borrow sau MSB. Putem construi circuitul și observa ieșirea.

Demonstrație practică a circuitului complet al extractorului

Vom folosi un cip logic Full Adder 74LS283N și NU poarta IC 74LS04. Componente utilizate-

1. Întrerupătoare cu 4 pini 2 buc
2. 4 buc LED-uri roșii
3. 1 buc LED verde
4. 8buc rezistențe 4.7k
5. 74LS283N
6. 74LS04
7. 13 buc rezistențe 1k
8. Breadboard
9. Conectarea firelor
10. Adaptor de 5V

În imaginea de mai sus, 74LS283N este afișat în stânga și 74LS04 este în dreapta. 74LS283N este un cip TTL subtractor complet pe 4 biți cu funcție Carry look forward. Și 74LS04 este un IC de poartă NU, are șase porți NU în interior. Vom folosi cinci dintre ele.

Diagrama PIN este prezentată în schematică.

Diagrama circuitului pentru a utiliza aceste circuite integrate ca circuit complet

• Diagrama pin a IC 74LS283N și 74LS04 sunt, de asemenea, prezentate în schemă. Pinul 16 și Pinul 8 sunt VCC și respectiv Ground,
• 4 Porțile invertorului sau porțile NU sunt conectate la pinii 5, 3, 14 și 12. Acei pini sunt primul număr pe 4 biți (P) în care pinul 5 este MSB și pinul 12 este LSB.
• Pe de altă parte, Pinul 6, 2, 15, 11 este al doilea număr de 4 biți în care Pinul 6 este MSB și pinul 11 ​​este LSB.
• Pinul 4, 1, 13 și 10 sunt ieșirea DIFF. Pinul 4 este MSB și pinul 10 este LSB atunci când nu există Borrow out.
• SW1 este subtrahend și SW2 este Minuend. Am conectat pinul Carry (Pin 7) la 5V pentru a-l face Logic High. Este necesar pentru complementul 2.
• Rezistoarele 1k sunt utilizate în toate pinii de intrare pentru a furniza logica 0 atunci când comutatorul DIP este în starea OFF. Datorită rezistorului, putem trece cu ușurință de la logica 1 (bitul binar 1) la logica 0 (bitul binar 0). Folosim sursa de alimentare de 5V.
• Când comutatoarele DIP sunt PORNITE, pinii de intrare se scurtcircuitează cu 5V făcând acele comutatoare DIP Logic High; am folosit LED-uri roșii pentru a reprezenta biții DIFF și ledul verde pentru bitul Borrow out.
• Rezistorul R12 utilizat pentru ridicare datorită 74LS04 nu a putut furniza suficient curent pentru a conduce LED-ul. De asemenea, pinul 7 și pinul 14 sunt respectiv pământul și pinul de 5V al 74LS04. De asemenea, trebuie să convertim bitul Împrumut care provine de la adunătorul complet 74LS283N.

Verificați videoclipul demonstrației pentru mai multe înțelegeri mai jos, unde am arătat scăderea a două numere binare pe 4 biți.

De asemenea, verificați circuitul nostru de combinație anterioară:

1. Jumătate Circuit Adder
2. Circuit complet Adder
3. Circuit pe jumătate de scădere