Пълна схема за изваждане и нейната конструкция

В предишния урок на Half Subtractor Circuit видяхме как компютърът използва еднобитови двоични числа 0 и 1 за изваждане и създава бит Diff and Borrow. Днес ще научим за изграждането на верига Full-Subtractor.

Пълна схема на извадител

Веригата Half-Subtractor има основен недостатък; нямаме обхват да предоставим Заемане на бит за изваждане в Half-Subtractor. В случай на пълна конструкция на Извадител, ние всъщност можем да направим Заем във входа във веригата и бихме могли да го извадим с други два входа A и B. Така че, в случай на Пълна схема на изваждане имаме три входа, A, който е минус, B което е извадено и Вземете назаем. От другата страна получаваме два крайни изхода, Diff (Difference) и Borrow out.

Използваме две половини схеми за изваждане с допълнително добавяне на ИЛИ порта и получаваме пълна пълна схема за изваждане, същата като веригата за пълно добавяне, която виждахме преди.

Нека видим блоковата диаграма,

В горното изображение вместо блок-схема са показани действителни символи. В предишния урок на половин Subtractor бяхме виждали таблицата на истината на две логически порта, която има две опции за въвеждане, XOR и NAND порта. Тук се добавя допълнителна порта в схемата, ИЛИ порта. Тази схема е много подобна на веригата с пълен суматор без портата NOT.

Таблица на истината на пълната схема на изваждащия

Тъй като веригата Full Subtractor се справя с три входа, таблицата Truth също се актуализира с три входни колони и две изходни колони.

Вземете назаем	Вход A	Вход B	DIFF	Вземете назаем
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

Също така можем да изразим пълната конструкция на веригата Subtractor в булев израз.

За случая с DIFF, първо XOR вход A и B, след това отново XOR изхода с заем в . И така, Diff е (A XOR B) XOR Вземете назаем. Можем да го изразим и с:

(A ⊕ B) ⊕ Вземете назаем.

Сега, за Заемане, това е:

които могат да бъдат представени допълнително от

Каскадни схеми за изваждане

Към момента описахме конструкцията на еднобитова верига с пълен извадител с логически порти. Но какво, ако искаме да извадим две, повече от едно битови числа?

Тук е предимството на пълната схема за изваждане. Можем да каскадираме еднобитови пълни схеми за изваждане и бихме могли да извадим две многобитни двоични числа.

В такива случаи може да се използва каскадна верига с пълен Adder с НЕ портали. Можем да използваме комплиментния метод на 2 и е популярен метод за преобразуване на пълна верига на суматор в пълен извадител. В такъв случай обикновено обръщаме логиката на входовете за изваждане на пълния суматор чрез инвертор или НЕ порта. Чрез добавяне на този неинвертиран вход (Minuend) и Инвертиран вход (Subtrahend), докато преносът на вход (LSB) на пълната сумационна верига е в Logic High или 1, ние изваждаме тези две двоични файлове в метода на комплемента на 2. Изходът от Full-adder (който вече е пълен Subtractor) е битът Diff и ако обърнем изпълнението, ще получим бита за заемане или MSB. Всъщност можем да конструираме веригата и да наблюдаваме изхода.

Практическа демонстрация на пълна схема на изваждане

Ще използваме логически чип Full Adder 74LS283N и НЕ порта IC 74LS04. Използвани компоненти-

1. 4-контактни потапящи превключватели 2 бр
2. 4бр Червени светодиоди
3. 1бр Зелен светодиод
4. 8бр 4.7k резистори
5. 74LS283N
6. 74LS04
7. 13 бр. 1k резистори
8. Макет
9. Свързващи проводници
10. 5V адаптер

На горното изображение 74LS283N е показано вляво, а 74LS04 е вдясно. 74LS283N е 4-битов чип Subtractor TTL с функция Carry поглед напред. И 74LS04 е НЕ порта за IC, Той има шест НЕ порти вътре в него. Ще използваме пет от тях.

В диаграмата щифт е показано в схеми.

Електрическа схема за използване на тези интегрални схеми като пълен извадител

• Схемата на щифтовете на IC 74LS283N и 74LS04 също са показани в схемата. Pin 16 и Pin 8 са съответно VCC и Ground,
• 4 Инверторни врати или НЕ порта са свързани през Pin 5, 3, 14 и 12. Тези щифтове са първото 4-битово число (P), където Pin 5 е MSB, а pin 12 е LSB.
• От друга страна, Pin 6, 2, 15, 11 е второто 4-битово число, където Pin 6 е MSB, а pin 11 е LSB.
• Пин 4, 1, 13 и 10 са DIFF изход. Пин 4 е MSB, а пин 10 е LSB, когато няма Заемане.
• SW1 е изваждане и SW2 е Minuend. Свързахме Carry in pin (Pin 7) към 5V, за да го направим Logic High. Необходим е за допълнение 2.
• 1k резистори се използват във всички входни щифтове, за да осигурят логика 0, когато DIP превключвателят е в състояние OFF. Поради резистора можем лесно да превключваме от логика 1 (двоичен бит 1) към логика 0 (двоичен бит 0). Използваме 5V захранване.
• Когато DIP превключвателите са включени, входните щифтове се късоват с 5V, което прави тези DIP превключватели Logic High; ние използвахме червени светодиоди, за да представим битовете DIFF, и зелено светодиодно за заемане.
• Резисторът R12, използван за изтегляне поради 74LS04, не може да осигури достатъчно ток за задвижване на светодиода. Също така, щифт 7 и щифт 14 са съответно заземяване и 5V щифт от 74LS04. Също така трябва да преобразуваме бита за заемане, идващ от пълния суматор 74LS283N.

Проверете демонстрационното видео за по-нататъшно разбиране по-долу, където показахме изваждане на две 4-битови двоични числа.

Също така проверете нашата предишна комбинирана логическа схема:

1. Верига с половин аддер
2. Пълна схема на добавяне
3. Верига на половин извадител