A Half Subtractor Circuit előző bemutatójában láthattuk, hogy a számítógép miként használja a 0 és 1 egybites bináris számokat a kivonáshoz, és hogyan hozza létre a Diff és a Borrow biteket. Ma megismerjük a teljes kivonó áramkör felépítését.
Teljes kivonó áramkör
A Hal-Subtractor áramkörnek nagy hátránya van; nincs lehetőségünk kölcsön adni bitben a Half-Subtractor kivonásához. Abban az esetben, teljes kivonó fokozat építés, mi is valójában, hogy egy hitelt bemenet áramkör tudta kivonni azt a másik két A és B bemenetet Tehát abban az esetben, Full kivonó áramkör van három bemenettel, A mely kisebbítendő, B ami alattvaló és kölcsön. A másik oldalon két végeredményt kapunk : Diff (Difference) és Borrow out.
Két fél kivonó áramkört használunk egy extra VAGY kapu hozzáadásával, és egy teljes teljes kivonó áramkört kapunk, ugyanolyan, mint a korábban látott Teljes összeadó áramkör.
Lássuk a blokkdiagramot,
A fenti képen a blokkdiagram helyett a tényleges szimbólumok jelennek meg. Az előző fél-kivonó oktatóanyagban két logikai kapu igazságtáblázatát láthattuk, amelynek két bemeneti opciója van, az XOR és a NAND kapuk. Itt egy extra kapu kerül hozzá az áramkörbe, VAGY kapu. Ez az áramkör nagyon hasonló a NOT-kapu nélküli teljes összeadó áramkörhöz.
A teljes kivonó áramkör igazságtáblázata
Mivel a teljes kivonó áramkör három bemenettel foglalkozik, az Igazság táblázat három bemeneti és két kimeneti oszloppal is frissült.
| Kölcsön | A bemenet | B bemenet | DIFF | Kölcsön |
| 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 |
Kifejezhetjük a teljes kivonó áramkör felépítését logikai kifejezésben is.
A DIFF esetében először XOR az A és B bemenetet, majd ismét XOR a kimenetet a Borrow in segítségével . Tehát, a különbség (A XOR B) XOR kölcsön. Be is fejezhetjük:
(A ⊕ B) ⊕ kölcsön.
Most, a Kölcsönkéréshez:
amelyet tovább ábrázolhatunk
Lépcsőzetes kivonó áramkörök
Mostantól leírtuk az egybites, teljes kivonó áramkör felépítését logikai kapukkal. De mi van, ha kettőt, egynél több bites számot akarunk kivonni?
Itt van a teljes kivonó áramkör előnye. Kaszkádozhatunk egy bites teljes kivonó áramköröket, és kivonhatunk két több bites bináris számot.
Ilyen esetekben egy kaszkádos, teljes összeadó áramkör használható NOT kapukkal. Használhatnánk a 2 bók módszerét, és népszerű módszer a teljes összegző áramkör átalakítása teljes kivonóvá. Ebben az esetben általában inverterrel vagy NOT kapuval inverzük a teljes összeadó alárendelt bemeneteinek logikáját. Ennek a nem invertált bemenetnek (Minuend) és az Invertált bemenetnek (Subtrahend) hozzáadásával, míg a teljes összegző áramkör hordozó bemenete (LSB) Logic High vagy 1-ben van, kivonjuk ezt a két bináris fájlt a 2-es komplementer módszerben. A Full-adder kimenete (amely már teljes Subtractor) a Diff bit, és ha megfordítjuk a végrehajtást, akkor megkapjuk a Borrow bitet vagy az MSB-t. Valójában felépíthetjük az áramkört és megfigyelhetjük a kimenetet.
A teljes kivonó áramkör gyakorlati bemutatása
Használunk egy Full Adder logikai chipet 74LS283N és NOT kaput IC 74LS04. Használt alkatrészek
- 4 tűs merülő kapcsolók 2 db
- 4db piros LED
- 1db zöld LED
- 8db 4.7k ellenállás
- 74LS283N
- 74LS04
- 13 db 1k-os ellenállás
- Kenyérlemez
- Csatlakozó vezetékek
- 5 V-os adapter
A fenti képen a 74LS283N látható bal oldalon, a 74LS04 pedig a jobb oldalon. A 74LS283N egy 4 bites teljes Subtractor TTL chip, Carry look forward funkcióval. A 74LS04 pedig NEM kapu IC, hat NEM kapu van benne. Közülük ötöt fogunk használni.
A tűs diagram a sematikus ábrán látható.
Áramköri ábra ezeknek az IC -knek a teljes kivonó áramkörként való használatához
- Az IC 74LS283N és 74LS04 tűs diagramja szintén látható a vázlaton. A 16. és 8. érintkező a VCC és a Ground,
- 4 inverteres kapu vagy NOT kapu van összekötve az 5., 3., 14. és 12. érintkezővel. Ezek a csapok az első 4 bites számok (P), ahol az 5. érintkező az MSB, a 12. érintkező pedig az LSB.
- Másrészt a 6, 2, 15, 11 érintkező a második 4 bites szám, ahol a 6 érintkező az MSB, a 11 érintkező pedig az LSB.
- A 4., 1., 13. és 10. tű a DIFF kimenet. A 4-es pin az MSB, a 10-es pedig az LSB, ha nincs kölcsön.
- Az SW1 alárendelt és az SW2 az Minuend. Csatlakoztattuk a Carry in pin (Pin 7) 5V-hoz, hogy Logic High legyen. 2-es kiegészítéséhez szükséges.
- 1k ellenállást használnak az összes bemeneti tüskén, hogy 0 logikát szolgáltassanak, amikor a DIP kapcsoló OFF állapotban van. Az ellenállás miatt könnyen átválthatunk az 1. logikáról (1. bináris bit) a 0-ra (0. bináris bit). 5V tápegységet használunk.
- Amikor a DIP kapcsolók BE vannak kapcsolva, a bemeneti csapok 5 V-tal rövidzárlatosabbá válnak, így ezek a DIP-kapcsolók logikai magasak lesznek; piros LED-eket használtunk a DIFF bitek, és a Green Led for Borrow out bitet.
- A 74LS04 miatt felhúzásra használt R12 ellenállás nem tudott elegendő áramot biztosítani a LED működtetéséhez. Ezenkívül a 7-es és a 14-es érintkező a 74LS04 földelt és 5 V-os tűje. Át kell alakítanunk a Bold out bitet is, amely a Full-addder 74LS283N-ből származik.
Az alábbiakban további részletekért tekintse meg a demonstrációs videót, ahol bemutattunk két 4 bites bináris szám kivonását.
Ellenőrizze az előző kombinációs logikai áramkörünket is:
- Fél összeadó áramkör
- Teljes összegző áramkör
- Fél kivonó áramkör