Circuit soustracteur complet et sa construction

Dans le didacticiel précédent de Half Subtractor Circuit, nous avions vu comment l'ordinateur utilise les nombres binaires à un seul bit 0 et 1 pour la soustraction et crée des bits Diff et Emprunt. Aujourd'hui, nous allons en apprendre davantage sur la construction du circuit Full-Subtractor.

Circuit de soustracteur complet

Le circuit demi-soustracteur présente un inconvénient majeur; nous n'avons pas la portée de fournir Borrow in bit pour la soustraction dans Half-Subtractor. En cas de construction complète du soustracteur, nous pouvons en fait faire un emprunt en entrée dans le circuit et le soustraire avec deux autres entrées A et B.Donc, dans le cas du circuit soustracteur complet, nous avons trois entrées, A qui est minuend, B qui est subtrahend et emprunter. De l'autre côté, nous obtenons deux résultats finaux, Diff (Différence) et Emprunter.

Nous utilisons deux demi-circuits de soustracteur avec un ajout supplémentaire de porte OU et obtenons un circuit de soustracteur complet complet, identique au circuit d' additionneur complet que nous avons vu auparavant.

Voyons le diagramme,

Dans l'image ci-dessus, au lieu du diagramme, les symboles réels sont affichés. Dans le précédent didacticiel demi-soustracteur, nous avions vu la table de vérité de deux portes logiques qui a deux options d'entrée, les portes XOR et NAND. Ici, une porte supplémentaire est ajoutée dans le circuit, porte OU. Ce circuit est très similaire avec un circuit d' additionneur complet sans la porte NOT.

Table de vérité du circuit de soustracteur complet

Comme le circuit Full Subtractor traite trois entrées, la table Truth a également été mise à jour avec trois colonnes d'entrée et deux colonnes de sortie.

Emprunter dans	Entrée A	Entrée B	DIFF	Emprunter
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

Nous pouvons également exprimer la construction complète du circuit Subtractor en expression booléenne.

Pour le cas de DIFF, nous XOR d'abord les entrées A et B, puis nous XOR de nouveau la sortie avec Emprunter . Ainsi, le Diff est (A XOR B) XOR Borrow in. Nous pouvons également l'exprimer avec:

(A ⊕ B) ⊕ Emprunter dans.

Maintenant, pour l'emprunt, c'est:

qui peut être représenté par

Circuits de soustracteur en cascade

À partir de maintenant, nous avons décrit la construction d'un circuit de soustracteur complet à un seul bit avec des portes logiques. Mais que faire si nous voulons soustraire deux nombres de plus d'un bit?

Voici l'avantage du circuit Subtractor complet. Nous pouvons mettre en cascade des circuits de soustracteur complets à un seul bit et soustraire deux nombres binaires à plusieurs bits.

Dans de tels cas, un circuit additionneur complet en cascade peut être utilisé avec des portes NON. Nous pourrions utiliser la méthode de compliment de 2 et c'est une méthode populaire pour convertir un circuit additionneur complet en un soustracteur complet. Dans ce cas, nous inversons généralement la logique des entrées de sous-titrage de l'additionneur complet par inverseur ou par porte NON. En ajoutant cette entrée non inversée (Minuend) et Inverted Input (Subtrahend), tandis que l'entrée de retenue (LSB) du circuit additionneur complet est en logique haute ou 1, nous soustrayons ces deux binaires dans la méthode du complément à 2. La sortie de l'additionneur complet (qui est maintenant le soustracteur complet) est le bit Diff et si nous inversons l'exécution, nous obtiendrons le bit Borrow ou MSB. Nous pouvons réellement construire le circuit et observer la sortie.

Démonstration pratique du circuit de soustracteur complet

Nous utiliserons une puce logique Full Adder 74LS283N et NON la porte IC 74LS04. Composants utilisés

1. Commutateurs DIP 4 broches 2 pièces
2. 4pcs LED rouges
3. LED verte 1pc
4. Résistances 8pcs 4.7k
5. 74LS283N
6. 74LS04
7. 13 résistances 1k
8. Planche à pain
9. Fils de connexion
10. Adaptateur 5V

Dans l'image ci-dessus, 74LS283N est affiché à gauche et 74LS04 est à droite. Le 74LS283N est une puce TTL Subtractor 4 bits complète avec fonction Carry look ahead. Et 74LS04 est un circuit intégré de porte NON, il a six portes NON à l'intérieur. Nous en utiliserons cinq.

Le diagramme des broches est illustré dans le schéma.

Schéma de circuit pour utiliser ces circuits intégrés comme circuit de soustracteur complet

• Le diagramme des broches des IC 74LS283N et 74LS04 est également montré dans le schéma. Les broches 16 et 8 sont respectivement VCC et Ground,
• 4 portes de l'onduleur ou des portes NON sont connectées entre les broches 5, 3, 14 et 12. Ces broches sont le premier nombre de 4 bits (P) où la broche 5 est le MSB et la broche 12 est le LSB.
• D'autre part, la broche 6, 2, 15, 11 est le deuxième nombre de 4 bits où la broche 6 est le MSB et la broche 11 est le LSB.
• Les broches 4, 1, 13 et 10 sont la sortie DIFF. La broche 4 est le MSB et la broche 10 est le LSB lorsqu'il n'y a pas d'emprunt.
• SW1 est subtrahend et SW2 est Minuend. Nous avons connecté la broche Carry in (Pin 7) à 5V pour la rendre Logic High. Il est nécessaire pour le complément de 2.
• Des résistances 1k sont utilisées dans toutes les broches d'entrée pour fournir un 0 logique lorsque le commutateur DIP est à l'état OFF. Grâce à la résistance, nous pouvons facilement passer de la logique 1 (bit binaire 1) à la logique 0 (bit binaire 0). Nous utilisons une alimentation 5V.
• Lorsque les commutateurs DIP sont sur ON, les broches d'entrée sont court-circuitées avec 5V, ce qui rend ces commutateurs DIP Logic High; nous avons utilisé des LED rouges pour représenter les bits DIFF et une LED verte pour le bit Emprunter.
• La résistance R12 utilisée pour le pull up en raison du 74LS04 ne pouvait pas fournir suffisamment de courant pour piloter la LED. De plus, la broche 7 et la broche 14 sont respectivement la broche de masse et la broche 5V du 74LS04. Nous devons également convertir le bit Borrow out provenant de l'additionneur complet 74LS283N.

Consultez la vidéo de démonstration pour en savoir plus ci-dessous, où nous avons montré la soustraction de deux nombres binaires de 4 bits.

Vérifiez également notre précédent circuit logique de combinaison:

1. Circuit demi-additionneur
2. Circuit additionneur complet
3. Circuit demi-soustracteur