Full subtraktorkrets och dess konstruktion

I föregående handledning av Half Subtractor Circuit hade vi sett hur datorn använder enkla bit binära nummer 0 och 1 för subtraktion och skapar Diff and Borrow bit. Idag lär vi oss om konstruktionen av Full-Subtractor-krets.

Full subtraktorkrets

Half-Subtractor- kretsen har en stor nackdel; vi har inte möjligheten att tillhandahålla Lån i bit för subtraktion i Half-Subtractor. Vid full subtraktorkonstruktion kan vi faktiskt göra en upplåning i ingången i kretsarna och kan subtrahera den med andra två ingångar A och B. Så när det gäller Full Subtractor Circuit har vi tre ingångar, A som är minuend, B som är subtrahend och Borrow In. På andra sidan får vi två slutliga utgångar, Diff (Difference) och Borrow out.

Vi använder två halva subtraktorkretsar med ett extra tillägg av ELLER-grinden och får en fullständig full subtraktorkrets, samma som Full Adder Circuit som vi sett tidigare.

Låt oss se blockdiagrammet,

I bilden ovan visas faktiska symboler istället för blockdiagram. I föregående halv-subtraktorhandledning hade vi sett sanningstabellen för två logiska grindar som har två inmatningsalternativ, XOR- och NAND-grindar. Här läggs en extra grind till i kretsen, ELLER grinden. Denna krets är mycket lika med fulladderkrets utan NOT-grinden.

Sanningstabellen för full subtraktorkrets

Eftersom Full Subtractor-kretsen handlar om tre ingångar uppdateras sanningstabellen också med tre ingångskolumner och två utgångskolumner.

Låna in	Ingång A	Ingång B	DIFF	Låna ut
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 också uttrycka hela subtraktorkretskonstruktionen i booleskt uttryck.

För fallet DIFF XORar vi först A- och B-ingången och XOR-utgången igen med Låna in . Så Diff är (A XOR B) XOR Lån in. Vi kan också uttrycka det med:

(A ⊕ B) ⊕ Låna in.

Nu för utlåningen är det:

som kan representeras ytterligare av

Cascading Subtractor Circuits

Från och med nu beskrev vi konstruktionen av en-bitars full-subtraktorkrets med logiska grindar. Men tänk om vi vill subtrahera två, mer än en bitnummer?

Här är fördelen med full subtraktorkrets. Vi kan kaskadera en bitars fullständiga subtraktorkretsar och kan subtrahera två binära tal med flera bitar.

I sådana fall kan en kaskad full-Adder-krets användas med INTE grindar. Vi kan använda 2: s komplimentmetod och det är populärt att konvertera en full adderkrets till en full subtraktor. I sådant fall inverterar vi i allmänhet logiken för subtrend-ingångar för hela adderaren med inverter eller INTE-grind. Genom att lägga till denna icke-inverterade ingång (Minuend) och Inverterad ingång (Subtrahend), medan bäringången (LSB) för hela adderarkretsen är i Logic High eller 1, subtraherar vi dessa två binärer i 2: s komplementmetod. Utdata från Full-adderaren (som nu är full Subtractor) är Diff-biten och om vi inverterar genomförandet får vi Låna-biten eller MSB. Vi kan faktiskt konstruera kretsen och observera utgången.

Praktisk demonstration av Full Subtractor Circuit

Vi använder ett Full Adder-logikchip 74LS283N och NOT gate IC 74LS04. Komponenter som används-

1. 4-poliga doppbrytare 2 st
2. 4st röda lysdioder
3. 1 st Grön LED
4. 8st 4,7k motstånd
5. 74LS283N
6. 74LS04
7. 13 st 1k motstånd
8. Bakbord
9. Anslutande ledningar
10. 5V-adapter

I bilden ovan visas 74LS283N till vänster och 74LS04 till höger. 74LS283N är ett 4-bitars full subtraktor TTL-chip med Carry blick framåt-funktion. Och 74LS04 är en INTE grind IC, den har sex INTE grindar inuti den. Vi kommer att använda fem av dem.

Den stiftschema visas i den schematiska.

Kretsschema för att använda dessa IC: er som en full-subtraktorkrets-

• Stiftdiagram över IC 74LS283N och 74LS04 visas också i schemat. Stift 16 och stift 8 är VCC respektive jord,
• 4 växelströmsgrindar eller INTE grindar är anslutna över stift 5, 3, 14 och 12. Dessa stift är det första 4-bitarsnumret (P) där stift 5 är MSB och stift 12 är LSB.
• Å andra sidan är stift 6, 2, 15, 11 det andra 4-bitarsnumret där stift 6 är MSB och stift 11 är LSB.
• Stift 4, 1, 13 och 10 är DIFF-utgången. Stift 4 är MSB och stift 10 är LSB när det inte finns någon utlåning.
• SW1 är subtrahend och SW2 är Minuend. Vi anslöt Carry in pin (Pin 7) till 5V för att göra det Logic High. Det behövs för 2: e komplement.
• 1k-motstånd används i alla ingångsstift för att ge logik 0 när DIP-omkopplaren är i OFF-läge. På grund av motståndet kan vi enkelt byta från logik 1 (binär bit 1) till logik 0 (binär bit 0). Vi använder 5V strömförsörjning.
• När DIP-omkopplarna är PÅ, kortsluts ingångsstiften med 5V vilket gör att DIP-omkopplarna är logiska höga; vi använde röda lysdioder för att representera DIFF-bitarna och gröna led för utlåningsbit.
• R12-motstånd som används för uppdragning på grund av 74LS04 kunde inte ge tillräckligt med ström för att driva lysdioden. Stiftet 7 och stiftet 14 är också jordade respektive 5V stift på 74LS04. Vi måste också konvertera utlåningsbiten från Full-adder 74LS283N.

Kolla demonstrationsvideon för mer förståelse nedan, där vi har visat att subtrahera två 4-bitars binära nummer.

Kontrollera också vår tidigare kombinationslogik:

1. Half Adder Circuit
2. Full Adder Circuit
3. Half Subtractor Circuit