Half Subtractor Circuit의 이전 튜토리얼에서 컴퓨터가 뺄셈을 위해 단일 비트 이진수 0과 1을 사용하고 Diff 및 Borrow 비트를 생성하는 방법을 보았습니다. 오늘 우리는 Full-Subtractor 회로 의 구성에 대해 배울 것 입니다.
전체 감산기 회로
Half-Subtractor 회로에는 큰 단점이 있습니다. Half-Subtractor의 뺄셈 을 위해 Borrow in bit 를 제공 할 수있는 범위가 없습니다. 전체 감산기 구성의 경우 실제로 회로의 입력에서 Borrow를 만들고 다른 두 입력 A와 B로 뺄 수 있습니다. 따라서 Full Subtractor 회로 의 경우 세 개의 입력, A는 minuend, B입니다. 감수하고 빌려주는 것입니다. 다른 쪽에서는 두 개의 최종 출력 인 Diff (Difference)와 Borrow out 을 얻 습니다.
OR 게이트를 추가 하여 두 개의 절반 감산기 회로를 사용하고 이전에 본 Full Adder 회로와 동일한 완전한 전체 감산기 회로를 얻습니다.
블록 다이어그램을 보겠습니다.
위의 이미지에서는 블록 다이어그램 대신 실제 기호가 표시됩니다. 이전 half-Subtractor 자습서에서 두 개의 입력 옵션 인 XOR 및 NAND 게이트 가있는 두 논리 게이트의 진리표를 보았습니다. 여기에 회로에 추가 게이트 OR 게이트 가 추가됩니다. 이 회로는 NOT 게이트가없는 전 가산 회로 와 매우 유사 합니다.
전체 감산기 회로의 진리표
Full Subtractor 회로는 3 개의 입력을 처리하므로 Truth 테이블 도 3 개의 입력 열과 2 개의 출력 열로 업데이트되었습니다.
차입 | 입력 A | 입력 B | DIFF | 빌리기 |
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 |
부울 표현식으로 전체 감산기 회로 구성을 표현할 수도 있습니다 .
DIFF의 경우 먼저 A와 B 입력을 XOR 한 다음 다시 Borrow를 사용 하여 출력을 XOR합니다. 따라서 Diff는 (A XOR B) XOR Borrow in이며 다음과 같이 표현할 수도 있습니다.
(A ⊕ B) ⊕ 빌리십시오.
이제 차용의 경우 다음과 같습니다.
다음으로 추가로 나타낼 수 있습니다.
계단식 감산기 회로
지금까지 로직 게이트가있는 단일 비트 전체 감산기 회로의 구성에 대해 설명했습니다. 그러나 둘 이상의 비트 수를 빼려면 어떻게해야합니까?
다음은 전체 감산기 회로의 장점입니다. 단일 비트 전체 감산기 회로를 계단식으로 배열하고 두 개의 다중 비트 이진수를 뺄 수 있습니다.
이러한 경우에는 NOT 게이트와 함께 계단식 전 가산기 회로를 사용할 수 있습니다. 2의 칭찬 방법을 사용할 수 있으며 전체 가산기 회로를 전체 감산기로 변환하는 것이 널리 사용되는 방법입니다. 이 경우 일반적으로 인버터 또는 NOT 게이트에 의해 전체 가산기의 감수 입력 논리를 반전합니다. 이 반전되지 않은 입력 (Minuend ) 과 반전 된 입력 (Subtrahend)을 더하고 , 전체 가산기 회로의 캐리 입력 (LSB)이 Logic High 또는 1에있는 동안 우리는 2의 보수 방법 에서이 두 바이너리를 뺍니다. Full-adder (현재 전체 감산기)의 출력은 Diff 비트이며 수행을 반전하면 Borrow 비트 또는 MSB를 얻습니다. 실제로 회로를 구성하고 출력을 관찰 할 수 있습니다.
전체 감산기 회로의 실제 데모
Full Adder 로직 칩 74LS283N과 게이트 IC 74LS04가 아닙니다. 사용 된 구성 요소
- 4 핀 딥 스위치 2 개
- 4pcs 빨간색 LED
- 1pc 녹색 LED
- 8pcs 4.7k 저항기
- 74LS283N
- 74LS04
- 13 개의 1k 저항기
- 브레드 보드
- 전선 연결
- 5V 어댑터
위 이미지에서 74LS283N 은 왼쪽에, 74LS04 는 오른쪽에 있습니다. 74LS283N은 캐리 룩 어드밴스 기능이있는 4 비트 풀 서브 트랙터 TTL 칩입니다. 그리고 74LS04는 NOT 게이트 IC이며 내부에 6 개의 NOT 게이트가 있습니다. 그중 5 개를 사용합니다.
핀도가 개략적으로 도시되어있다.
이 IC를 Full-Subtractor 회로 로 사용하는 회로도 -
- IC 74LS283N 및 74LS04의 핀 다이어그램도 회로도에 표시됩니다. 핀 16과 핀 8은 각각 VCC와 접지입니다.
- 4 개의 인버터 게이트 또는 NOT 게이트는 핀 5, 3, 14 및 12에 걸쳐 연결됩니다.이 핀은 핀 5가 MSB이고 핀 12가 LSB 인 첫 번째 4 비트 번호 (P)입니다.
- 반면에 핀 6, 2, 15, 11은 두 번째 4 비트 번호이며 핀 6은 MSB이고 핀 11은 LSB입니다.
- 핀 4, 1, 13 및 10은 DIFF 출력입니다. 핀 4는 MSB이고 핀 10은 Borrow out이 없을 때 LSB입니다.
- SW1은 감수성이고 SW2는 Minuend입니다. Carry in 핀 (핀 7)을 Logic High로 만들기 위해 5V에 연결했습니다. 2의 보수에 필요합니다.
- DIP 스위치가 OFF 상태 일 때 로직 0을 제공하기 위해 모든 입력 핀에 1k 저항이 사용됩니다. 저항으로 인해 로직 1 (바이너리 비트 1)에서 로직 0 (바이너리 비트 0)으로 쉽게 전환 할 수 있습니다. 우리는 5V 전원 공급 장치를 사용하고 있습니다.
- DIP 스위치가 ON이면 입력 핀이 5V로 단락되어 DIP 스위치가 Logic High가됩니다. 우리는 DIFF 비트를 나타 내기 위해 Red LED를 사용하고 Borrow out 비트를 나타 내기 위해 Green Led를 사용했습니다.
- 74LS04로 인해 풀업에 사용되는 R12 저항은 LED를 구동하기에 충분한 전류를 제공 할 수 없습니다. 또한 핀 7과 핀 14는 각각 74LS04의 접지 핀과 5V 핀입니다. 또한 Full-adder 74LS283N에서 나오는 Borrow out 비트를 변환해야합니다.
2 개의 4 비트 이진수를 빼는 방법에 대해 자세히 알아 보려면 데모 비디오 를 확인하십시오.
또한 이전 조합 논리 회로를 확인하십시오.
- 반가산기 회로
- 완전 가산기 회로
- 반 감산기 회로