Pusė atimties grandinės ir jos konstrukcija

Ankstesnėse pamokose mes matėme, kaip kompiuteris naudoja dvejetainius skaičius 0 ir 1, o naudodamas skaitiklio grandinės kompiuterį, pridės tuos skaitmenis, kad gautų SUM ir atlikimą. Ankstesnėse pamokose jau aptarėme „Half Adder“ ir „Full Adder“ grandines. Šiandien mes sužinosime apie atimties grandines. Atimties grandinėse naudojami šie dvejetainiai skaičiai 0, 1 ir apskaičiuojamas atimtis. Dvejetainiai Pusiau Subtractor grandinė gali būti pagamintas naudojant ex-ARBA ir NAND (derinys ne, ir IR vartai) vartai. Grandinėje yra du elementai. Pirmasis yra skirtumas (skirtumas), o antrasis -Pasiskolink.

Kai mes naudojame 10 aritmetinį atimties procesą savo matematikoje, pavyzdžiui, atimdami du skaičius,

Kiekvieną stulpelį atimame iš dešinės į kairę ir, jei subtreeve yra didesnis nei minuendas, reikia skolintis iš ankstesnio stulpelio. Jei pamatysime pavyzdį, tai suprasime daug geriau. Dešiniajame dešiniajame stulpelyje 9 subtrahendas yra didesnis už manoend 3. Tokiu atveju, mes negalime atimti 9 nuo 3, mes imtis skolintis 10 (kaip už mūsų bazę 10 matematikos) iš kito kairiajame stulpelyje ir konvertuoti 3 iki 13 ir tada padaryti atimties, 13 - 9 = 4, mes einame į kitą skiltyje, dabar dėl to, kad skolintis Mazināmais yra 6 ne 7. Vėlgi, antrasis supratimas 8 yra didesnis nei manoendas 6, mes vėl paėmėme skolą iš kairiojo stulpelio ir darome atimimą 16 - 8 = 8. Dabar kairiausiame kairiajame stulpelyje minuendas yra 8, o ne 9. Atimdami šiuos du skaičiai, kuriuos gauname, 8 - 8 = 0. Tai visiškai priešinga pridedamumui, kurį aprašėme ankstesnėje pusiau sumaišytoje pamokoje.

Dvejetainis atimtis:

Dvejetainio skaičiaus atveju atimties procesas yra visiškai tas pats. Vietoj bazinės 10 skaičių sistemos čia naudojama 2 bazinė skaičių sistema arba dvejetainiai skaičiai. Dvejetainių skaičių sistemoje 1 arba 0 gauname tik du skaičius. Tai du skaičiai gali atstovauti NDA (skirtumas) arba skolintis arba abu. Kaip ir dvejetainių skaičių sistemoje, 1 yra didžiausias skaitmuo, mes skolinamės tik tada, kai subtrehend 1 yra didesnis nei minutendas 0 ir dėl to reikės skolintis.

Pažiūrėkime apie galimą dviejų bitų dvejetainį atimimą,

1 ^g truputi arba skaitmenį	2 ^-oji truputi arba skaitmenį	Skirtumas	Pasiskolink
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Pirmasis skaitmuo, kurį galime pažymėti kaip A, o antrasis skaitmuo, kurį galime pažymėti kaip B, atimami kartu ir galime pamatyti atimties rezultatą, skirtumą ir skolinimosi bitą. Pirmose dviejose eilutėse ir paskutinėje 0 - 0, 1 - 0 arba 1 - 1 eilutėje skirtumas yra 0 arba 1, tačiau skolinimosi bitų nėra. Tačiau trečioje eilutėje mes atėmėme 0 - 1 ir gauname skolinimosi bitą 1 kartu su rezultatu 1, nes subtrehend 1 yra didesnis nei minuend 0.

Taigi, jei matome „ Subtractor“ grandinės veikimą, mums reikia tik dviejų įėjimų ir jis duos du išėjimus, vienas yra atimties rezultatas, žymimas kaip „ Diff“ (trumpoji skirtumo forma), o kitas - „ Borrow“ bitai.

Pusė subtraktoriaus:

Taigi, Half-Subtractor blokinė schema, kuriai reikalingi tik du įėjimai ir du išėjimai.

Pirmiau pateiktoje blokinėje diagramoje parodyta pusiau atimties grandinė su įvesties-išvesties konstrukcija. Mes galime padaryti šią grandinę naudodami EX-OR ir NAND Gate. NAND vartų gamybai naudojome IR vartus ir NE vartus. Taigi mums reikia trijų vartų, kad sukurtume pusės atimties grandinę:

2 įvesties „Išskirtiniai“ arba „ARBA“ vartai
2 įėjimai IR vartai.
NE vartai ar keitiklio vartai

Derinant vartus AND ir NOT, gaunami skirtingi vartai, vadinami NAND vartais. „ Ex-OR“ vartai naudojami Diff bitui gaminti, o NAND Gate sukuria tos pačios įvesties A ir B skolinimosi bitą.

Buvę ARBA vartai:

Tai yra dviejų įėjimų EX-OR vartų simbolis. A ir B yra dvi dvejetainės įvestys, o OUT yra galutinė išvestis.

Ši išvestis bus naudojama kaip Diff Out per pusę Subtractor grandinės.

Tiesa lentelėje ex-ARBA vartai yra -

A įvestis	B įvestis	OUT
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Aukščiau pateiktoje lentelėje galime pamatyti EX-OR vartų išvestį. Kai bet kuris iš bitų A ir B yra 1, vartų išėjimas tampa 1. Dviem kitais atvejais, kai abu įėjimai yra 0 arba 1, „Ex-OR“ vartai sukuria 0 išėjimų. Sužinokite daugiau apie EX-OR vartus čia.

2

Tai yra dviejų įėjimų IR vartų pagrindinė grandinė. Tas pats kaip ir EX-OR vartai, jis turi du įėjimus. Jei įvestyje pateiksime A ir B bitus, tai sukurs išvestį.

Tiesa stalo ir vartai -

A įvestis	B įvestis	Nešiojamoji išvestis
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

„ AND gate“ tiesos lentelė parodyta aukščiau, kur ji gamins išvestį tik tada, kai abu įėjimai bus 1, kitaip ji neteiks išvesties, jei abu arba bet kuris iš jų yra 0. Sužinokite daugiau apie AND gate čia.

NE vartai ar keitiklio vartai:

Žemiau yra Inverterio vartų simbolis:

A įvestis

Rezultatas

Įėjimas A yra apverstas NOT vartais, o išvestis naudojama kaip AND vartų įvestis. Iš šių NAND vartų išvestis naudojama kaip skolinimosi bitas pusės papildymo grandinėje.

Pusiau atimties loginė grandinė:

Taigi pusiau atimties loginę grandinę galima sukurti sujungus du vartus „ Ex-OR“ ir „ NAND gate“.

Tai yra „ Half-Subtractor“ grandinės konstrukcija, nes matome, kad du vartai yra sujungti, o tie patys įėjimai A ir B pateikiami abiejuose vartuose, o mes gauname Diff išvestį per EX-OR vartus ir paskolos bitą per NAND vartus.

Pusinės atimties grandinės loginė išraiška yra

DIFF = A XOR B SKOLA = ne - A IR B (A'.B)

Pusiau atimties grandinės tiesos lentelė yra tokia-

A įvestis	B įvestis	DIFF (XOR išėjimas)	Skolintis (NAND out)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Praktinė pusės atimties grandinės demonstracija:

Mes galime padaryti grandinę realiai „Breadboard“, kad ją aiškiai suprastume; tai mes naudojome tris plačiai naudojamas XOR, IR ir ne lustas nuo 74 serijos 74LS86, 74LS08 ir 74LS04.

74LS86 lusto viduje yra keturi XOR vartai, o 74LS08 viduje yra keturi IR vartai, kur 74LS04 viduje yra šeši NE vartai. Šie trys IC yra plačiai prieinami, ir mes padarysime pusiau atimties grandinę naudodami šias tris. Žemiau pateikiamos tų trijų IC nuotraukos.

Taip pat galime pamatyti kaiščių schemą žemiau esančiame paveikslėlyje-

Pusiau atimties grandinei sukurti mums reikės šių komponentų:

Žalias LED - 1 vnt
Raudonas šviesos diodas - 1 vnt
74LS86
74LS08N
74LS04
1vnt 4pin DIP jungiklis
2vnt 4.7k rezistorius
2vnt 1k rezistorius
5V sieninis adapteris
Breadboard ir prikabinkite laidus

Grandinės schema, skirta naudoti šiuos tris IC kaip pusiau atimties grandinę.

Mes sukonstravome grandinę duonos lentoje ir stebėjome išvestį.

Pirmiau grandinės schema vieną iš XOR vartai iš 74LS86, vienas iš IR vartų iš 74LS08 ir NE vartų iš 74LS04 yra naudojami . „74LS86“ 1 ir 2 kaiščiai yra „Ex-OR“ vartų įėjimai, o kaištis 3 yra vartų išvestis, kitoje pusėje 74LS08 1 ir 2 kaiščiai yra AND vartų įvestis, o 3 kaištis yra išvesties iš vartai, kaištis 1 iš 74LS04 yra keitiklio vartų įvestis, o kaištis 2 - keitiklio vartų išvestis.

Kaip nurodyta kaiščių diagramoje, 7 ^-as tų IC kontaktas yra prijungtas prie GND ir 14 ^-as tų IC kaištis yra prijungtas prie VCC. Mūsų atveju VCC yra 5v. Pridėjome du šviesos diodus, kad identifikuotume išvestį. Kai išėjimas yra 1, šviesos diodas šviečia. Čia raudonas šviesos diodas naudojamas „ Diff“, o žalias - „ Borrow“ bitui.

Mes pridėjome DIP jungiklį grandinėje, kad įvestume vartus, 1 bitui mes teikiame 5 V kaip įvestį, o 0 mes teikiame GND per 4,7 k rezistorių. 4.7k rezistoriai naudojami 0 įėjimų, kai DIP jungiklis yra išjungtas.

Parodomasis vaizdo įrašas pateiktas žemiau.

Pusė atimties grandinė naudojama bitų atimimui ir su loginiu išvestimi susijusioms operacijoms kompiuteriuose.

Garsas