- Binární odčítání:
- Poloviční odečet:
- Brána Ex-OR:
- 2
- NOT Gate nebo Inverter Gate:
- Logický obvod polovodiče:
- Praktická ukázka obvodu polovodiče:
V předchozích tutoriálech jsme viděli, jak počítač používá binární čísla 0 a 1 a pomocí počítače sčítacího obvodu přidá tyto číslice k poskytnutí SUM a Carry Out. Obvody Half Adder a Full Adder jsme již pokryli v předchozích cvičeních. Dnes se dozvíme o obvodech Subtractor. Obvody odčítače používají toto binární číslo 0, 1 a vypočítávají odčítání. Binární Half-odečítačka obvod mohou být vyrobeny za použití EX-OR a NAND (kombinace NOT a AND brána) brány. Obvod poskytuje dva prvky. První je Diff (rozdíl) a druhý jePůjčit.
Když v naší základní matematice použijeme aritmetický proces odčítání, jako je odečtení dvou čísel, například -
Odečteme každý sloupec zprava doleva a pokud menšitel je větší než menšence, půjčit je nutná z předchozího sloupce. Uvidíme-li příklad, pochopíme to mnohem lépe. V pravém sloupci je subtrahend 9 větší než minuend 3. V takovém případě nemůžeme odečíst 9 od 3, vezmeme si výpůjčku 10 (podle naší základny 10 matematiky) z dalšího levého sloupce a převedeme 3 na 13 a poté odečteme, 13 - 9 = 4, přesuneme do dalšího sloupce, nyní vzhledem k půjčit menšenec je 6 ne 7. Opět oddělovač 8 je větší než minuend 6, opět jsme si vzali výpůjčku ze sloupce nejvíce vlevo a odečteme 16 - 8 = 8. Nyní v levém sloupci je minuend 8 ne 9. Odečtením těchto dvě čísla, která dostaneme, 8 - 8 = 0. To je přesný opak sčítání, které jsme popsali v našem předchozím výukovém programu pro poloviční sčítače.
Binární odčítání:
V případě binárního čísla je proces odčítání přesně stejný. Místo základního 10 číselného systému se zde používá základní 2 číselný systém nebo binární čísla. V binárním číselném systému 1 nebo 0 dostáváme pouze dvě čísla. Tato dvě čísla mohou představovat Diff (rozdíl), nebo si půjčit, nebo obojí. Stejně jako v systému binárních čísel je 1 největší číslice, výpůjčku produkujeme pouze tehdy, když je podtrend 1 větší než minuend 0 a kvůli tomu bude výpůjčka vyžadovat.
Podívejme se na možné binární odečtení dvou bitů,
| 1 st Bit nebo číslice | 2 nd Bit nebo číslice | Rozdíl | Půjčit si |
| 0 | 0 |
0 |
0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 |
První číslici, kterou můžeme označit jako A, a druhou číslici, kterou můžeme označit jako B, odečteme společně a vidíme výsledek odčítání, Rozdíl a Půjčit si bit. V prvních dvou řádcích a v posledním řádku 0 - 0, 1 - 0 nebo 1 - 1 je rozdíl 0 nebo 1, ale není tam žádný vypůjčený bit. Ale ve třetím řádku jsme odečetli 0 - 1 a to produkuje výpůjční bit 1 spolu s výsledkem 1, protože subtrahend 1 je větší než minuend 0.
Pokud tedy vidíme činnost obvodu Subtractor, potřebujeme pouze dva vstupy a vyprodukuje dva výstupy, jeden je výsledkem odčítání, označený jako Diff (Short form of Difference ) a druhý je Borrow bit.
Poloviční odečet:
Takže blokové schéma polovodiče, který vyžaduje pouze dva vstupy a poskytuje dva výstupy.
Ve výše uvedeném blokovém schématu je zobrazen obvod polovodiče a konstrukce vstup-výstup. Tento obvod můžeme vyrobit pomocí EX-OR a NAND Gate. Pro výrobu brány NAND jsme použili bránu AND a bránu NOT. Potřebujeme tedy tři brány, abychom postavili obvod Half Subtractor:
- Brána Exclusive-OR se 2 vstupy nebo Gate Ex-OR
- 2-vstupní AND brána.
- NENÍ brána nebo brána invertoru
Kombinace brány AND a brány NOT vytváří jinou kombinovanou bránu pojmenovanou jako brána NAND. Ex-OR se používá k výrobě Diff bit a NAND brána vyrábět půjčit si trochu stejnou vstupní A a B.
Brána Ex-OR:
Toto je symbol dvou vstupů brány EX-OR. A a B jsou dva binární vstupy a OUT je konečný výstup.
Tento výstup bude použit jako Diff Out v polovičním obvodu Subtractor.
Pravda tabulka EX-OR brána -
| Vstup A | Vstup B | VEN |
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Ve výše uvedené tabulce vidíme výstup brány EX-OR. Pokud některý z bitů A a B je 1 výstupní brány stává 1. Ve dvou dalších případech, kdy jsou oba vstupy 0 nebo 1, hradlo Ex-OR produkuje 0 výstupů. Další informace o bráně EX-OR najdete zde.
2
Toto je základní obvod dvou vstupních AND bran. Stejně jako brána EX-OR má dva vstupy. Pokud na vstupu poskytneme bit A a B, vytvoří se výstup.
Pravda tabulka A brána je -
|
Vstup A |
Vstup B |
Nést výstup |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
Tabulka pravdy brány AND je uvedena výše, kde bude produkovat výstup pouze tehdy, když jsou oba vstupy 1, Jinak neposkytne výstup, pokud je oba nebo některý ze vstupů 0. Další informace o bráně AND zde.
NOT Gate nebo Inverter Gate:
Níže je uveden symbol Inverter Gate:
