Halvtrekkekrets og dens konstruksjon

I tidligere tutorials har vi sett hvordan datamaskinen bruker binære tall 0 og 1 og ved hjelp av en huggorm krets datamaskin vil legge til disse tallene for å gi SUM og Carry Out. Vi har allerede dekket Half Adder og Full Adder-kretser i tidligere veiledninger. I dag vil vi lære om subtraktorkretser. Subtraktorkretser bruker disse binære tallene 0, 1 og beregner subtraksjonen. En binær halvtraktorkrets kan lages ved hjelp av EX-OR- og NAND- porter (kombinasjon av NOT- og AND-port). Kretsen har to elementer. Første er Diff (forskjellen), og andre erLån.

Når vi bruker aritmetisk subtraksjonsprosess i matematikkens base 10, som å trekke fra to tall, for eksempel -

Vi trekker hver kolonne fra høyre til venstre, og hvis subtrahend er større enn minuend, kreves lån fra forrige kolonne. Hvis vi ser eksemplet, vil vi forstå dette mye bedre. I den høyeste kolonnen er subtrahend 9 større enn minuend 3. I et slikt tilfelle kan vi ikke trekke 9 fra 3, vi tar lån 10 (i henhold til vår base 10 matematikk) fra neste kolonne til venstre og konverterer 3 til 13 og gjør deretter subtraksjonen, 13 - 9 = 4, vi flytter til neste kolonne, nå på grunn av den låne den minuend er 6 ikke 7. Igjen er subtrahend 8 større enn minuend 6, vi tok igjen lån fra venstre kolonne og vi gjør subtraksjonen 16 - 8 = 8. Nå i kolonnen lengst til venstre er minuend 8 ikke 9. Ved å trekke disse to tall vi får, 8 - 8 = 0. Dette er akkurat motsatt av tilsetningen vi beskrev i vår forrige halvtannveiledning.

Binær subtraksjon:

Ved binært tall er subtraksjonsprosessen nøyaktig den samme. I stedet for base 10- tallsystemet brukes her base 2- tallsystem eller binære tall. Vi får bare to tall i binært tallsystem 1 eller 0. Disse to tallene kan representere Diff (Difference) eller Låne eller begge deler. Som i binært tallsystem er 1 det største sifferet, vi produserer bare lån når subtrahend 1 er større enn minuend 0, og på grunn av dette vil lån kreve.

La oss se mulig binær subtraksjon av to biter,

1 ^st Bit eller siffer	2 ^nd Bit eller siffer	Forskjell	Låne
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Det første sifferet, vi kan betegne som A og det andre sifferet vi kan betegne som B blir trukket sammen, og vi kan se subtraksjonsresultatet, Forskjell og Låne- bit. I de to første raden og den siste raden 0 - 0, 1 - 0 eller 1 - 1 er forskjellen 0 eller 1, men det er ingen lånebit. Men i tredje rad trakk vi 0 - 1, og det gir en lånebit på 1 sammen med resultat 1 fordi subtrahend 1 er større enn minuend 0.

Så, hvis vi ser driften av en differansekrets krets, trenger vi bare to innganger, og det vil produsere to utganger, er en subtraksjon resultat, betegnet som Diff (Short form for Difference ) og andre er Lån bit.

Halvtrukker:

Så, blokkdiagrammet til en halvtrekker, som bare krever to innganger og gir to utganger.

I blokkdiagrammet ovenfor er en halvtraktorkrets med inngangs-utgangskonstruksjon vist. Vi kan lage denne kretsen ved hjelp av EX-OR og NAND Gate. For å lage NAND-gate har vi brukt AND gate og NOT gate. Så vi trenger tre porter for å konstruere Half Subtractor circuit:

2-inngang Exclusive-OR Gate eller Ex-OR Gate
2-inngang OG port.
IKKE port eller inverterport

Kombinasjon av AND og NOT gate gir en annen kombinert gate som heter NAND Gate. Den Ex-ELLER-porten blir brukt til å produsere Diff bit og NAND -porten fremstille Låne bit av den samme inngang A og B.

Ex-ELLER Gate:

Dette er symbolet på to innganger EX-OR gate. A og B er de to binære inngangene og OUT er den endelige utgangene.

Denne utgangen vil bli brukt som Diff Out i halv subtraktorkrets.

Den sannheten tabellen med EX-OR porten er -

Inngang A	Inngang B	UTE
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

I tabellen ovenfor kan vi se utgangen til EX-OR- porten. Når en av bitene A og B er 1, blir portens utgang 1. I de to andre tilfellene når begge inngangene er 0 eller 1, gir Ex-OR-porten 0 utganger. Lær mer om EX-OR gate her.

2

Dette er den grunnleggende kretsen til to innganger OG gate. Samme som EX-OR gate, den har to innganger. Hvis vi gir A- og B- bit i inngangen, vil det gi en utgang.

Den sannheten fortegn OG gate er -

Inngang A	Inngang B	Bære utgang
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Sannhetstabellen til OG- porten er vist ovenfor, der den bare vil produsere utdata når begge inngangene er 1, ellers vil det ikke gi en utgang hvis begge eller noen av inngangene er 0. Lær mer om OG-porten her.

IKKE port eller inverterport:

Nedenfor er symbolet på Inverter Gate:

Inngang A

Produksjon

Inngang A er invertert av IKKE- porten, og utgangen brukes som inngang til OG- port. Utgang fra denne NAND-porten brukes som lånebit i halv adderkrets.

Halvtrekkslogisk krets:

Så en halvtraktor logisk krets kan lages ved å kombinere to porter Ex-OR og NAND gate.

Dette er konstruksjonen av Half-Subtractor- kretsen, da vi kan se to porter er kombinert, og den samme inngangen A og B er gitt i begge portene, og vi får Diff-utgangen over EX-OR- porten og Lånebiten over NAND- porten.

Det boolske uttrykket for Half Subtractor circuit er-

DIFF = A XOR B LÅN = ikke - A OG B (A'.B)

Sannhetstabellen for Half-Subtractor-kretsen er som følger-

Inngang A	Inngang B	DIFF (XOR ut)	Lån (NAND ut)
0	0	0	0
1	0	1	0
0	1	1	1
1	1	0	0

Praktisk demonstrasjon av Half Subtractor Circuit:

Vi kan gjøre kretsen ekte på Breadboard for å forstå den tydelig; for dette har vi brukt tre mye brukte XOR, AND og NOT chip fra 74- serien 74LS86, 74LS08 og 74LS04.

74LS86 har fire XOR- porter inne i brikken, og 74LS08 har fire OG- porter inni den, da 74LS04 har seks IKKE port inni den. Disse tre IC-ene er allment tilgjengelige, og vi vil lage Half-Subtractor-krets ved hjelp av disse tre. Nedenfor er bildene av de tre IC-ene.

Vi kan også se pin-diagrammet i bildet nedenfor-

For å lage halvtraktorkretsen trenger vi følgende komponenter -

Grønn LED - 1 stk
Rød LED - 1 stk
74LS86
74LS08N
74LS04
1pc 4pin DIP-bryter
2 stk 4,7 k motstand
2stk 1k motstand
5V veggadapter
Brettbrett og koble ledninger

Kretsdiagram for å bruke disse tre IC-ene som en halvtraktorkrets-

Vi konstruerte kretsen i brødbrett og observerte utgangen.

I de ovennevnte koblingsskjema av en av de XOR -porten fra 74LS86, en av OG -porten fra 74LS08 og en IKKE -port fra 74LS04 anvendes . Pin 1 og 2 av 74LS86 er inngangene til Ex-OR-porten og pin 3 er utgangen fra porten, på den andre siden er pin 1 og 2 av 74LS08 inngangen til AND-porten og pin 3 er utgangen fra gate, pin1 fra 74LS04 er inngangen til inverter gate og pin2 er utgangen til inverter gate.

I henhold til tappen diagrammet, 7 ^th er tappen av disse kretser er forbundet til GND og 14 ^th tapp av disse kretser er forbundet med VCC. I vårt tilfelle VCC er 5V. Vi la til to lysdioder for å identifisere utgangen. Når utgangen er 1, vil LED-lampen lyse. Her brukes rød LED for Diff og grønn LED brukes for lånebiten.

Vi la til DIP-bryter i kretsen for å gi inngang på portene, for bit 1 gir vi 5V som inngang og for 0 gir vi GND gjennom 4,7 k motstand. 4.7k motstander brukes til å gi 0 innganger når DIP-bryteren er i av-tilstand.

Demonstrasjonsvideo er gitt nedenfor.

Half Subtractor circuit brukes til bit subtraksjon og logisk utgangsrelaterte operasjoner i datamaskiner.

Lyd