- Circuito de sustractor completo
- Circuitos sustractores en cascada
- Demostración práctica del circuito de sustractor completo
En el tutorial anterior de Half Subtractor Circuit, vimos cómo la computadora usa números binarios de un solo bit 0 y 1 para restar y crea Diff y Borrow bit. Hoy aprenderemos sobre la construcción del circuito Full-Subtractor.
Circuito de sustractor completo
El circuito Half-Subtractor tiene un gran inconveniente; no tenemos el alcance para proporcionar Préstamo en bits para la resta en Half-Subtractor. En el caso de la construcción completa del sustractor, podemos hacer un préstamo en la entrada del circuito y podríamos restarlo con otras dos entradas A y B. Entonces, en el caso del circuito sustractor completo, tenemos tres entradas, A que es minuendo, B que es restar y pedir prestado. En el otro lado, obtenemos dos resultados finales, Diff (Diferencia) y Borrow out.
Usamos dos circuitos de medio Subtractor con una adición adicional de compuerta OR y obtenemos un circuito Subtractor completo completo, igual que el Circuito Sumador completo que vimos antes.
Veamos el diagrama de bloques,
En la imagen de arriba, en lugar del diagrama de bloques, se muestran los símbolos reales. En el tutorial anterior de Half-Subtractor, habíamos visto la tabla de verdad de dos puertas lógicas que tiene dos opciones de entrada, puertas XOR y NAND. Aquí se agrega una puerta adicional en el circuito, puerta OR. Este circuito es muy similar con el circuito sumador completo sin la puerta NOT.
Tabla de verdad del circuito de resta completo
Como el circuito Full Subtractor se ocupa de tres entradas, la tabla de verdad también se actualizó con tres columnas de entrada y dos columnas de salida.
| Pedir prestado | Entrada A | Entrada B | DIFF | Pedir prestado |
| 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 |
También podemos expresar la construcción completa del circuito Subtractor en una expresión booleana.
Para el caso de DIFF, primero XOR la entrada A y B y luego nuevamente XOR la salida con Borrow in . Entonces, el Diff es (A XOR B) XOR Borrow in También podemos expresarlo con:
(A ⊕ B) ⊕ Pedir prestado.
Ahora, para el préstamo, es:
que puede ser representado además por
Circuitos sustractores en cascada
A partir de ahora, describimos la construcción de un circuito de resta completo de un solo bit con puertas lógicas. Pero, ¿qué pasa si queremos restar dos, más de un bit números?
Aquí está la ventaja del circuito Subtractor completo. Podemos conectar en cascada circuitos Sustractores completos de un solo bit y podemos restar dos números binarios de múltiples bits.
En tales casos, se puede usar un circuito sumador completo en cascada con puertas NOT. Podríamos usar el método complementario de 2 y es un método popular para convertir un circuito sumador completo en un sustractor completo. En tal caso, generalmente invertimos la lógica de las entradas de sustraendo del sumador completo por inversor o puerta NOT. Al agregar esta entrada no invertida (minuendo) y la entrada invertida (sustraendo), mientras que la entrada de acarreo (LSB) del circuito sumador completo está en lógica alta o 1, restamos esos dos binarios en el método del complemento a 2. La salida del Sumador completo (que ahora es Subtractor completo) es el bit Diff y si invertimos la ejecución obtendremos el bit Borrow o MSB. De hecho, podemos construir el circuito y observar la salida.
Demostración práctica del circuito de sustractor completo
Usaremos un chip lógico Full Adder 74LS283N y NO una puerta IC 74LS04. Componentes utilizados
- Interruptores DIP de 4 pines 2 piezas
- LED rojos 4pcs
- LED verde 1pc
- 8 resistencias de 4.7k
- 74LS283N
- 74LS04
- 13 piezas 1k resistencias
- Tablero de circuitos
- Cables de conexión
- Adaptador de 5V
En la imagen de arriba, 74LS283N se muestra a la izquierda y 74LS04 a la derecha. 74LS283N es un chip Subtractor TTL completo de 4 bits con función de avance. Y 74LS04 es un CI de NO puerta, tiene seis puertas NO dentro. Usaremos cinco de ellos.
El diagrama de pines se muestra en el esquema.
Diagrama de circuito para usar estos circuitos integrados como un circuito de resta completo
- El diagrama de pines del IC 74LS283N y 74LS04 también se muestra en el esquema. El pin 16 y el pin 8 son VCC y tierra respectivamente,
- 4 Las puertas del inversor o las puertas NOT están conectadas a través de los pines 5, 3, 14 y 12. Esos pines son el primer número de 4 bits (P) donde el pin 5 es el MSB y el pin 12 es el LSB.
- Por otro lado, el Pin 6, 2, 15, 11 es el segundo número de 4 bits donde el Pin 6 es el MSB y el pin 11 es el LSB.
- Los pines 4, 1, 13 y 10 son la salida DIFF. El pin 4 es el MSB y el pin 10 es el LSB cuando no hay ningún préstamo.
- SW1 es sustraendo y SW2 es Minuendo. Conectamos el pin Carry in (Pin 7) a 5V para hacerlo Logic High. Es necesario para el complemento de 2.
- Se utilizan resistencias de 1k en todos los pines de entrada para proporcionar un 0 lógico cuando el interruptor DIP está en estado APAGADO. Debido a la resistencia, podemos cambiar de lógica 1 (bit binario 1) a lógica 0 (bit binario 0) fácilmente. Estamos utilizando una fuente de alimentación de 5V.
- Cuando los interruptores DIP están en ON, los pines de entrada se cortocircuitan con 5 V, lo que hace que esos interruptores DIP sean lógicos altos; utilizamos LED rojos para representar los bits DIFF y LED verde para el bit de préstamo.
- La resistencia R12 utilizada para la extracción debido a que el 74LS04 no podía proporcionar suficiente corriente para impulsar el LED. Además, el pin 7 y el pin 14 son respectivamente tierra y el pin de 5V del 74LS04. También necesitamos convertir el bit de préstamo procedente del sumador completo 74LS283N.
Consulte el video de demostración para obtener más información a continuación, donde mostramos cómo restar dos números binarios de 4 bits.
Además, consulte nuestro circuito lógico de combinación anterior:
- Medio circuito sumador
- Circuito sumador completo
- Medio circuito sustractor