Visa atimties grandinė ir jos konstrukcija

Ankstesnėje „Half Subtractor Circuit“ pamokoje pamatėme, kaip kompiuteris atimant naudoja vieno bitų dvejetainius skaičius 0 ir 1 ir sukuria „Diff“ ir „Borrow“ bitus. Šiandien mes sužinosime apie „ Full-Subtractor“ grandinės konstrukciją.

Visa atimties grandinė

Pusiau subtraktoriaus grandinė turi didelį trūkumą; mes neturime galimybių pateikti skolinimosi bitais atimant „Half-Subtractor“. Esant visiškai Subtractor statybos, mes galime iš tikrųjų padaryti skolintis įėjimo į grandinę ir gali atimti su kitais du įėjimai A ir B. Taigi, tokiais atvejais, kai Full Subtractor Circuit turime tris įėjimus, A, kuris yra Mazināmais B kuris yra suvaldytas ir pasiskolink. Iš kitos pusės gauname du galutinius rezultatus: „Diff“ (skirtumas) ir „Borrow out“.

Mes naudojame dvi pusės „Subtractor“ grandines, papildomai pridėdami OR vartus, ir gauname pilną „Subtractor“ grandinę, tokią pačią, kaip ir anksčiau matytą „Full Adder“ grandinę.

Pažiūrėkime į blokinę diagramą,

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje vietoj blokinės diagramos rodomi tikrieji simboliai. Ankstesnėje pusiau atimties pamokoje mes matėme dviejų loginių vartų tiesos lentelę, kurioje yra dvi įvesties parinktys: XOR ir NAND vartai. Čia grandinėje pridedami papildomi vartai, ARBA vartai. Ši grandinė yra labai panaši į visos sumos grandinę be NOT vartų.

Viso atimties grandinės tiesos lentelė

Kadangi „Full Subtractor“ grandinė nagrinėja tris įvestis, lentelė „Tiesa“ taip pat atnaujinta trimis įvesties stulpeliais ir dviem išvesties stulpeliais.

Pasiskolinkite	A įvestis	B įvestis	DIFF	Pasiskolinkite
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

Mes taip pat galime išreikšti visą „Subtractor“ grandinės konstrukciją Būlio išraiška.

DIFF atveju mes pirmiausia XOR A ir B įvestis, tada mes vėl XOR išvestį su Borrow in . Taigi, skirtumas yra (A XOR B) XOR skolintis. Mes taip pat galime tai išreikšti:

(A ⊕ B) ⊕ Pasiskolinkite.

Dabar, jei norite pasiskolinti, tai:

kurį toliau gali atstovauti

Kaskadinės atimties grandinės

Nuo šiol mes aprašėme vieno bitų pilnos atimties grandinės su loginiais vartais konstrukciją. Bet ką daryti, jei norime atimti du, daugiau nei vieno bitų skaičius?

Čia yra visos „Subtractor“ grandinės pranašumas. Mes galime pakopuoti vieno bito visas atimties grandines ir atimti du daugybinius dvejetainius skaičius.

Tokiais atvejais pakopinė „Full-Adder“ grandinė gali būti naudojama su NOT vartais. Galėtume naudoti „2“ komplimentų metodą, ir tai yra populiarus metodas konvertuoti visą sumuotojo grandinę į pilną atimėją. Tokiu atveju mes inverteriu arba NE vartais apverčiame visos sumos įvesties subtrehend įvesties logiką. Pridėdami šią ne apverstą įvestį (Minuend) ir invertuotą įvestį (Subtrahend), o visos sumavimo grandinės nešimo įvestis (LSB) yra „Logic High“ arba 1, mes atimame tuos du dvejetainius kompiuterius 2 papildymo metodu. „Full-adder“ (kuris dabar yra pilnas atimėjas) išvestis yra „Diff“ bitas ir, jei mes apversime vykdymą, gausime skolinimosi bitą arba MSB. Mes iš tikrųjų galime sukurti grandinę ir stebėti išvestį.

Praktinis visos atimties grandinės demonstravimas

Mes naudosime „Full Adder“ loginę lustą 74LS283N ir NOT gate IC 74LS04. Naudojami komponentai

1. 4 kontaktų panardinimo jungikliai 2 vnt
2. 4vnt raudoni šviesos diodai
3. 1vnt žalias LED
4. 8vnt 4.7k rezistoriai
5. 74LS283N
6. 74LS04
7. 13 vnt. 1k rezistoriai
8. Bandomoji Lenta
9. Jungiamieji laidai
10. 5V adapteris

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje 74LS283N rodomas kairėje, o 74LS04 - dešinėje. 74LS283N yra 4 bitų „Subtractor TTL“ lustas su „Carry look forward“ funkcija. Ir 74LS04 yra NE vartų IC, jame yra šeši NE vartai. Panaudosime penkis iš jų.

Kaištis diagrama yra pavaizduota schematiškai.

Grandinės schema, skirta naudoti šiuos IC kaip pilno atimties grandinę.

• IC 74LS283N ir 74LS04 kaiščių schema taip pat parodyta schemoje. 16 ir 8 kaiščiai yra atitinkamai VCC ir Ground,
• 4 keitiklio vartai arba NE vartai yra sujungti per 5, 3, 14 ir 12 kaiščius. Tie kaiščiai yra pirmasis 4 bitų skaičius (P), kur kaištis 5 yra MSB, o kaištis 12 - LSB.
• Kita vertus, kaiščiai 6, 2, 15, 11 yra antrasis 4 bitų skaičius, kai kaištis 6 yra MSB, o kaištis 11 - LSB.
• 4, 1, 13 ir 10 kaiščiai yra DIFF išvestis. 4 kaištis yra MSB, o kaištis 10 - LSB, kai nėra paskolos.
• SW1 yra suvaldytas, o SW2 - Manoendas. „Carry in pin“ (7 kaištis) prijungėme prie 5 V, kad jis taptų „Logic High“. Jis reikalingas 2 papildymui.
• 1k rezistoriai naudojami visuose įvesties kaiščiuose, kad logika būtų 0, kai DIP jungiklis yra OFF būsenoje. Dėl rezistoriaus galime lengvai pereiti nuo logikos 1 (dvejetainis bitas 1) prie logikos 0 (dvejetainis bitas 0). Mes naudojame 5 V maitinimo šaltinį.
• Kai DIP jungikliai yra ĮJUNGTI, įvesties kaiščiai sutrumpinami 5 V, todėl tie DIP jungikliai yra logiški. mes naudojome raudonus šviesos diodus, kad atstovautume DIFF bitams, ir „Green Led for Borrow out“.
• R12 rezistorius, naudojamas pakelti dėl 74LS04, negalėjo suteikti pakankamai srovės šviesos diodui valdyti. Taip pat 7 ir 14 kaiščiai yra atitinkamai 74LS04 žemės ir 5 V kaiščiai. Mes taip pat turime konvertuoti „Borrow out“ bitą, gaunamą iš „Full-adder 74LS283N“.

Norėdami sužinoti daugiau, patikrinkite demonstracinį vaizdo įrašą toliau, kur mes parodėme atimdami du 4 bitų dvejetainius skaičius.

Taip pat patikrinkite mūsų ankstesnę kombinuotą loginę grandinę:

1. Pusės sumaišytojo grandinė
2. „Full Adder“ grandinė
3. Pusės atimties grandinė