- Circuito Subtrator Completo
- Circuitos Subtratores em Cascata
- Demonstração Prática do Circuito Subtrator Completo
No tutorial anterior do Circuito Half Subtractor, vimos como o computador usa os números binários 0 e 1 de bit único para subtração e cria o bit Diff e Borrow. Hoje vamos aprender sobre a construção do circuito Full-Subtractor.
Circuito Subtrator Completo
O circuito meio subtrator tem uma grande desvantagem; não temos o escopo de fornecer Borrow in bit para a subtração em Half-Subtractor. No caso de construção do Subtrator completo, podemos realmente fazer um empréstimo na entrada no circuito e subtraí-lo com outras duas entradas A e B. Portanto, no caso do Circuito Subtrator Completo, temos três entradas, A que é mínimo, B que é subtraendo e Borrow In. Por outro lado, temos duas saídas finais, Diff (Difference) e Borrow out.
Usamos dois circuitos de meio Subtractor com uma adição extra de porta OR e obtemos um circuito Subtractor completo completo, igual ao Circuito Full Adder que vimos antes.
Vamos ver o diagrama de blocos,
Na imagem acima, em vez do diagrama de blocos, os símbolos reais são mostrados. No tutorial do meio-Subtractor anterior, vimos a tabela verdade de duas portas lógicas que tem duas opções de entrada, portas XOR e NAND. Aqui, uma porta extra é adicionada ao circuito, porta OU. Este circuito é muito semelhante ao circuito full-adder sem a porta NOT.
Tabela da verdade do circuito subtrator completo
Como o circuito Full Subtractor lida com três entradas, a tabela Verdade também é atualizada com três colunas de entrada e duas colunas de saída.
| Pegar emprestado | Entrada A | Entrada B | DIFF | Pegar emprestado |
| 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 |
Também podemos expressar a construção completa do circuito Subtractor na expressão Booleana.
Para o caso de DIFF, primeiro XOR as entradas A e B, em seguida, XOR novamente a saída com Borrow in . Então, o Diff é (A XOR B) XOR Borrow in. Também podemos expressá-lo com:
(A ⊕ B) ⊕ Peça emprestada em.
Agora, para o Borrow out, é:
que pode ser ainda representado por
Circuitos Subtratores em Cascata
A partir de agora, descrevemos a construção de um circuito subtrator completo de bit único com portas lógicas. Mas e se quisermos subtrair dois, mais de um número de bits?
Aqui está a vantagem do circuito Subtractor completo. Podemos colocar em cascata circuitos Subtractor completos de bit único e subtrair números binários de dois bits múltiplos.
Nesses casos, um circuito full-Adder em cascata pode ser usado com portas NOT. Poderíamos usar o método de elogio de 2 e é um método popular para converter um circuito somador completo em um Subtrator completo. Nesse caso, geralmente invertemos a lógica das entradas de subtraendo do somador completo por inversor ou porta NOT. Adicionando esta entrada não invertida (Minuend) e Invertida (Subtrahend), enquanto a entrada de transporte (LSB) do circuito somador completo está em Logic High ou 1, subtraímos esses dois binários no método de complemento de 2. A saída do Full-adder (que agora é full Subtractor) é o bit Diff e se invertermos o carry out obteremos o bit Borrow ou MSB. Podemos realmente construir o circuito e observar a saída.
Demonstração Prática do Circuito Subtrator Completo
Usaremos um chip lógico Full Adder 74LS283N e NÃO a porta IC 74LS04. Componentes usados-
- Interruptores dip 4 pinos 2 pcs
- 4pcs LEDs vermelhos
- LED verde 1pc
- 8pcs 4,7k resistores
- 74LS283N
- 74LS04
- 13 pcs resistores 1k
- Tábua de pão
- Fios de conexão
- Adaptador 5V
Na imagem acima, 74LS283N é mostrado à esquerda e 74LS04 está à direita. 74LS283N é um chip Subtractor TTL de 4 bits completo com o recurso Carry look ahead. E 74LS04 é um NOT gate IC, tem seis portas NOT dentro dele. Usaremos cinco deles.
O diagrama de pinos é mostrado no esquema.
Diagrama de circuito para usar esses ICs como um circuito Subtrator Completo
- O diagrama de pinos do IC 74LS283N e 74LS04 também é mostrado no esquemático. Os pinos 16 e 8 são VCC e aterramento, respectivamente,
- 4 portas do inversor ou portas NOT são conectadas nos pinos 5, 3, 14 e 12. Esses pinos são o primeiro número de 4 bits (P), onde o pino 5 é o MSB e o pino 12 é o LSB.
- Por outro lado, os pinos 6, 2, 15, 11 são o segundo número de 4 bits, onde o pino 6 é o MSB e o pino 11 é o LSB.
- Os pinos 4, 1, 13 e 10 são a saída DIFF. O pino 4 é o MSB e o pino 10 é o LSB quando não há empréstimo.
- SW1 é subtraendo e SW2 é Minuend. Conectamos o pino Carry in (pino 7) a 5V para torná-lo Logic High. É necessário para o complemento de 2.
- Resistores de 1k são usados em todos os pinos de entrada para fornecer a lógica 0 quando a chave DIP está no estado OFF. Devido ao resistor, podemos mudar facilmente da lógica 1 (bit binário 1) para a lógica 0 (bit binário 0). Estamos usando fonte de alimentação de 5V.
- Quando os interruptores DIP estão LIGADOS, os pinos de entrada entram em curto com 5 V tornando esses interruptores DIP Logic High; usamos LEDs vermelhos para representar os bits DIFF e LED verde para o bit Borrow out.
- O resistor R12 usado para puxar devido ao 74LS04 não pode fornecer corrente suficiente para acionar o LED. Além disso, o pino 7 e o pino 14 são, respectivamente, aterramento e pino de 5 V do 74LS04. Também precisamos converter o bit Borrow out proveniente do Full-adder 74LS283N.
Verifique o vídeo de demonstração para melhor compreensão abaixo, onde mostramos a subtração de dois números binários de 4 bits.
Além disso, verifique nosso Circuito Lógico de Combinação Anterior:
- Circuito de meio somador
- Circuito Full Adder
- Circuito de meio subtrator