Halv subtraktorkrets och dess konstruktion

I tidigare handledning har vi sett hur datorn använder binära siffror 0 och 1 och genom att använda en adderkretsdator kommer att lägga till dessa siffror för att tillhandahålla SUM och Carry Out. Vi har redan täckt Half Adder och Full Adder-kretsar i tidigare handledning. Idag kommer vi att lära oss mer om subtraktorkretsar. Subtraktorkretsar använder dessa binära tal 0, 1 och beräknar subtraktionen. En binär halvtraktorkrets kan göras med EX-OR- och NAND- grindar (kombination av NOT- och AND- grindar). Kretsen tillhandahåller två element. Första är Diff (Skillnad) och andra ärLåna.

När vi använder aritmetisk subtraktionsprocess i vår bas 10-matematik, som att subtrahera två siffror, till exempel-

Vi subtraherar varje kolumn från höger till vänster och om subtraend är större än minuend krävs lån från föregående kolumn. Om vi ser exemplet kommer vi att förstå detta mycket bättre. I den högra kolumnen är subtrahend 9 större än minuend 3. I sådant fall kan vi inte subtrahera 9 från 3, vi tar lån 10 (enligt vår grundläggande 10 matematik) från nästa vänstra kolumn och konverterar 3 till 13 och gör sedan subtraktionen, 13 - 9 = 4, vi flyttar till nästa kolumn, nu på grund av den låna den minuend är 6 inte 7. Återigen är subtraenden 8 större än minuend 6, vi tog åter lån från den vänstra kolumnen och vi gör subtraheringen 16 - 8 = 8. Nu i kolumnen längst till vänster är minuend 8 inte 9. Genom att subtrahera dessa två siffror vi får, 8 - 8 = 0. Detta är precis motsatsen till det tillägg som vi beskrev i vår tidigare halvaddarehandledning.

Binär subtraktion:

Vid binärt tal är subtraheringsprocessen exakt densamma. I stället för basnummernummer används här basnummernummer eller binära nummer. Vi får bara två nummer i det binära nummersystemet 1 eller 0. Dessa två siffror kan representera skillnad (skillnad) eller låna eller båda. Som i det binära nummersystemet är 1 den största siffran, vi producerar bara lån när subtraenden 1 är större än minuend 0 och på grund av detta kommer lån att kräva.

Låt oss se möjlig binär subtraktion av två bitar,

1 ^st Bit eller Siffra	2: ^a bit eller siffra	Skillnad	Låna
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Den första siffran kan vi beteckna som A och den andra siffran som vi kan beteckna som B subtraheras tillsammans och vi kan se subtraktionsresultatet, Skillnad och Låna bit. I de två första raderna och den sista raden 0 - 0, 1 - 0 eller 1 - 1 är skillnaden 0 eller 1 men det finns ingen lånebit. Men i tredje raden subtraherade vi 0 - 1 och det producerar en lånebit av 1 tillsammans med resultat 1 eftersom subtraend 1 är större än minuend 0.

Så om vi ser driften av en subtraherare krets, behöver vi bara två ingångar och det kommer att producera två utgångar, är en subtraktion resultat, betecknas Diff (Short form av Difference ) och andra är Låna bit.

Halv subtraktor:

Så, blockdiagrammet för en halvtraktor, som bara kräver två ingångar och ger två utgångar.

I ovanstående blockschema visas en halvtraktorkrets med ingångs- och utgångskonstruktion. Vi kan göra denna krets med EX-OR och NAND Gate. För att göra NAND-grinden har vi använt AND gate och NOT gate. Så vi behöver tre grindar för att konstruera Half Subtractor-krets:

2-ingång Exclusive-OR Gate eller Ex-OR Gate
2-ingång OCH Gate.
INTE Gate eller Inverter Gate

Kombination av AND och NOT gate ger en annan kombinerad gate som heter NAND Gate. Den Ex-OR-grind används för att producera den Diff bet och NAND Gate producera Låna biten i samma ingångs A och B.

Ex-ELLER-grind:

Detta är symbolen för två ingångar EX-ELLER- grind. A och B är den två binära ingången och OUT är den slutliga utgången.

Denna utgång kommer att användas som Diff Out i halv subtraktorkrets.

Den sanningstabell EX-OR-grind är -

Ingång A	Ingång B	UT
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

I ovanstående tabell kan vi se utdata från EX-ELLER- grinden. När någon av bitarna A och B är 1 blir grindens utgång 1. I de två andra fallen när båda ingångarna är 0 eller 1 ger Ex-ELLER-grinden 0 utgångar. Läs mer om EX-ELLER-grind här.

2

Detta är grundkretsen för två ingångar OCH- grind. Samma som EX-OR-grinden, den har två ingångar. Om vi tillhandahåller A- och B- bitar i ingången kommer det att ge en utgång.

Den sanningstabell AND gate är -

Ingång A	Ingång B	Bärutgång
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Sanningstabellen för AND- grinden visas ovan där den bara producerar utgången när båda ingångarna är 1, annars ger den inte en utgång om båda eller någon av ingångarna är 0. Läs mer om AND-grinden här.

INTE port eller inverterport:

Nedan visas symbolen för Inverter Gate:

Ingång A

Produktion

Ingång A är inverterad av NOT- grinden och utgången används som ingång för AND- grind. Utgången från denna NAND-grind används som lånebit i halv adderkrets.

Halv subtraherar logisk krets:

Så en logisk krets med en halvtraktor kan skapas genom att kombinera två portar Ex-OR och NAND- grind.

Detta är konstruktionen av Half-Subtractor- kretsen, eftersom vi kan se att två grindar kombineras och samma ingång A och B tillhandahålls i båda grindarna och vi får Diff-utgången över EX-OR- grinden och Lånbiten över NAND- grinden.

Det booleska uttrycket för Half Subtractor-kretsen är-

DIFF = A XOR B LÅN = inte - A OCH B (A'.B)

Sanningstabellen för Half-Subtractor-kretsen är som följer-

Ingång A	Ingång B	DIFF (XOR ut)	Låna (NAND ut)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Praktisk demonstration av Half Subtractor Circuit:

Vi kan göra kretsen verklig på Breadboard för att förstå den tydligt; för detta har vi använt tre allmänt använda XOR, AND och NOT- chip från 74- serien 74LS86, 74LS08 och 74LS04.

74LS86 har fyra XOR- grindar inuti chipet och 74LS08 har fyra AND- grindar inuti där 74LS04 har sex INTE grindar inuti den. Dessa tre IC är allmänt tillgängliga och vi kommer att göra Half-Subtractor-krets med dessa tre. Nedan visas bilderna på dessa tre IC: er.

Vi kan också se stiftschema i nedanstående bild-

För att göra halv-subtraktorkretsen behöver vi följande komponenter -

Grön LED - 1 st
Röd LED - 1 st
74LS86
74LS08N
74LS04
1 st 4-polig DIP-omkopplare
2st 4,7k motstånd
2st 1k motstånd
5V väggadapter
Brödbräda och ansluta ledningar

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

Vi konstruerade kretsen i breadboard och observerade utdata.

I ovanstående kretsschema en av XOR -grinden från 74LS86, en av OCH -grinden från 74LS08 och en NOT -grind från 74LS04 används . Stift 1 och 2 i 74LS86 är ingångarna till Ex-OR-grinden och stift 3 är utgången från grinden, på andra sidan är stift 1 och 2 i 74LS08 ingången till AND-grinden och stift 3 är utgången från gate, pin1 från 74LS04 är ingången till inverter gate och pin2 är utgången från inverter gate.

Enligt stiftdiagrammet är 7: ^e stift av dessa IC anslutna till GND och 14: ^e stift av dessa IC är anslutna till VCC. I vårt fall VCC är 5V. Vi lade till två lysdioder för att identifiera utdata. När utgången är 1 lyser lysdioden. Här används röd lysdiod för Diff och grön lysdiod används för lånebiten.

Vi lade till DIP-omkopplare i kretsen för att ge ingång på grindarna, för bit 1 tillhandahåller vi 5V som ingång och för 0 ger vi GND genom 4,7 k motstånd. 4.7k- motstånd används för att ge 0 ingångar när DIP-omkopplaren är i av-tillstånd.

Demonstrationsvideo ges nedan.

Half Subtractor-krets används för bit subtraktion och logiska utdata relaterade operationer i datorer.

Audio