Half aftrekkercircuit en de constructie ervan

In eerdere tutorials hebben we gezien hoe de computer binaire getallen 0 en 1 gebruikt en door een optelschakeling te gebruiken, zal de computer die cijfers toevoegen om SUM en Carry Out te geven. We hebben al in eerdere tutorials de Half Adder- en Full Adder-circuits behandeld. Vandaag leren we over aftrekkercircuits. Aftrekkercircuits gebruiken deze binaire getallen 0, 1 en berekenen de aftrekking. Een binair half-aftrekkercircuit kan worden gemaakt met behulp van EX-OR- en NAND- poorten (combinatie van NIET- en EN-poort). Het circuit biedt twee elementen. Eerste is de Diff (verschil) en tweede is deLeen.

Wanneer we rekenkundig aftrekkingsproces gebruiken in onze wiskunde met basis 10, zoals het aftrekken van twee getallen, bijvoorbeeld-

We trekken elke kolom van rechts naar links af en als de aftrekker groter is dan de minuend, is lenen vereist van de vorige kolom. Als we het voorbeeld zien, zullen we dit veel beter begrijpen. In de meest rechtse kolom is de aftrekker 9 groter dan de minuend 3. In dat geval kunnen we 9 niet aftrekken van 3, we nemen 10 lenen (volgens onze basis 10 wiskunde) van de volgende linkerkolom en converteren de 3 naar 13 en doen dan de aftrekking, 13 - 9 = 4, we verplaatsen naar de volgende kolom, nu vanwege de lenen de aftrektal is 6 niet 7. Wederom is de aftrekker 8 groter dan de minuend 6, we hebben weer geleend van de meest linkse kolom en we doen de aftrekking 16 - 8 = 8. Nu is op de meest linkse kolom de minuend 8 niet 9. Door deze af te trekken twee getallen die we krijgen, 8 - 8 = 0. Dit is precies het tegenovergestelde van de optelling die we beschreven in onze vorige half-opteller tutorial.

Binaire aftrekking:

In het geval van een binair getal is het aftrekproces precies hetzelfde. In plaats van het nummersysteem met basis 10, worden hier nummersysteem met basis 2 of binaire nummers gebruikt. We krijgen slechts twee getallen in binair getalsysteem 1 of 0. Deze twee cijfers kunnen staan voor Diff (Difference) of Borrow of beide. Net als in het binaire getallensysteem is 1 het grootste cijfer, we produceren alleen lenen als de aftrekker 1 groter is dan minuend 0 en daarom is lenen vereist.

Laten we eens kijken naar mogelijke binaire aftrekking van twee bits,

1 ^ste bit of cijfer	2 ^nd bit of cijfer	Verschil	Lenen
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Het eerste cijfer, dat we kunnen aanduiden als A en het tweede cijfer dat we kunnen aanduiden als B, worden samen afgetrokken en we kunnen het aftrekresultaat zien, Difference en Borrow bit. In de eerste twee rijen en de laatste rij 0 - 0, 1 - 0 of 1 - 1 is het verschil 0 of 1, maar er is geen leenbit. Maar in de derde rij hebben we 0 - 1 afgetrokken en het levert een leenbit van 1 op samen met resultaat 1 omdat de aftrekker 1 groter is dan het minuend 0.

Dus als we de werking van een te zien aftrekken circuit, hoeven we alleen twee ingangen en twee uitgangen zal produceren, men aftrekken resultaat, aangeduid als Diff (Afkorting van Difference ) en andere is Borrow bit.

Halve aftrekker:

Dus het blokschema van een halve aftrekker, dat slechts twee ingangen nodig heeft en twee uitgangen biedt.

In het bovenstaande blokschema wordt een half-aftrekkercircuit met input-outputconstructie getoond. We kunnen dit circuit maken met EX-OR en NAND Gate. Voor het maken van NAND-poort hebben we EN-poort en NIET-poort gebruikt. We hebben dus drie poorten nodig om een Half Subtractor-circuit te bouwen:

Exclusieve OF-poort met 2 ingangen of Ex-OF-poort
EN-poort met 2 ingangen.
NIET Gate of Inverter Gate

Combinatie van EN- en NIET-poort produceert een andere gecombineerde poort met de naam NAND- poort. De Ex-OF-poort wordt gebruikt voor de productie van de Diff bit en NAND poort produceren Borrow stukje dezelfde ingang A en B.

Ex-OF-poort:

Dit is het symbool van twee ingangen EX-OF poort. A en B is de twee binaire input en OUT is de uiteindelijke output.

Deze uitvoer wordt gebruikt als Diff Out in half Subtractor- circuit.

De waarheidstabel van EX-OR-poort is -

Voer A in	Invoer B	UIT
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

In de bovenstaande tabel kunnen we de uitvoer van de EX-OF- poort zien. Wanneer één van de bits A en B is 1 de uitgang van de poort wordt 1. In de twee andere gevallen waarin beide ingangen 0 of 1 zijn, produceert de Ex-OF-poort 0 uitgangen. Lees hier meer over EX-OR-poort.

2

Dit is het basiscircuit van EN- poort met twee ingangen. Hetzelfde als de EX-OF-poort, het heeft twee ingangen. Als we een A- en B- bit in de invoer opgeven, zal het een uitvoer produceren.

De waarheidstabel van EN-poort is -

Voer A in	Invoer B	Draag output
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

De waarheidstabel van EN- poort wordt hierboven getoond, waar het alleen de uitvoer produceert als beide ingangen 1 zijn, anders levert het geen uitvoer als beide of een van de invoer 0 is. Lees hier meer over EN-poort.

NIET Gate of Inverter Gate:

Hieronder staat het symbool van Inverter Gate:

Voer A in

Uitvoer

Ingang A wordt geïnverteerd door de NIET- poort en de uitgang wordt gebruikt als een ingang van EN- poort. De uitvoer van deze NAND-poort wordt gebruikt als een leenbit in een halfoptellerschakeling.

Logisch circuit van halve aftrekker:

Dus een half-aftrekker logisch circuit kan worden gemaakt door twee poorten Ex-OF en NAND poort te combineren.

Dit is de constructie van het Half-Subtractor- circuit, omdat we kunnen zien dat twee poorten worden gecombineerd en dezelfde ingang A en B worden geleverd in beide poorten en we de Diff-uitvoer krijgen over de EX-OR- poort en de Borrow- bit over de NAND- poort.

De Booleaanse uitdrukking van het circuit Half Subtractor is-

DIFF = A XOR B BORROW = niet - A EN B (A'.B)

Waarheidstabel van Half-Subtractor-circuit is als volgt-

Voer A in	Invoer B	DIFF (XOR uit)	Lenen (NAND uit)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Praktische demonstratie van half-aftrekkercircuit:

We kunnen het circuit echt maken op Breadboard om het duidelijk te begrijpen; hiervoor hebben we gebruik gemaakt van drie veelgebruikte XOR, AND en NOT chip van 74 serie 74LS86, 74LS08, en 74LS04.

74LS86 heeft vier XOR- poorten in de chip en 74LS08 heeft vier EN- poorten erin, terwijl 74LS04 zes NOT- poorten erin heeft. Deze drie IC's zijn overal verkrijgbaar en we zullen een half-aftrekkercircuit maken met behulp van deze drie. Hieronder staan de afbeeldingen van die drie IC's.

We kunnen ook het pin-diagram in de onderstaande afbeelding zien

Voor het maken van het half-aftrekkercircuit hebben we de volgende componenten nodig -

Groene LED - 1 st
Rode LED - 1 st
74LS86
74LS08N
74LS04
1 pc 4pin dip-schakelaar
2 stuks 4.7k weerstand
2 stks 1 k weerstand
5V muuradapter
Breadboard en aansluitdraden

Schakelschema om deze drie IC's te gebruiken als een half-aftrekkercircuit-

We hebben het circuit in breadboard geconstrueerd en de output bekeken.

In het bovenstaande schakelschema wordt een van de XOR- poort van 74LS86, een van de EN- poort van 74LS08 en een NIET- poort van 74LS04 gebruikt . Pin 1 en 2 van 74LS86 zijn de ingangen van de Ex-OF-poort en pin 3 is de uitgang van de poort, aan de andere kant zijn pin 1 en 2 van 74LS08 de ingang van de EN-poort en pin 3 is de uitgang van de gate, pin1 van de 74LS04 is de ingang van de inverterpoort en pin2 is de uitgang van de inverterpoort.

Volgens de pen diagram, 7 ^th pin van de IC verbonden met GND en 14 ^th pin van de IC verbonden met VCC. In ons geval het VCC is 5V. We hebben twee LED's toegevoegd om de output te identificeren. Als de output 1 is, licht de LED op. Hier wordt Rode LED gebruikt voor de Diff en Groene LED wordt gebruikt voor het Borrow-bit.

We hebben een DIP-schakelaar in het circuit toegevoegd om input te leveren op de poorten, voor bit 1 leveren we 5V als input en voor 0 leveren we GND via een 4.7k-weerstand. 4.7k- weerstanden worden gebruikt om 0 ingangen te leveren wanneer de DIP-schakelaar uit staat.

Hieronder wordt een demonstratievideo gegeven.

Half Subtractor-circuit wordt gebruikt voor bit-aftrekking en logische output-gerelateerde bewerkingen in computers.

Audio