Pada tutorial sebelumnya tentang Half Subtractor Circuit, kita telah melihat bagaimana komputer menggunakan bilangan biner bit tunggal 0 dan 1 untuk pengurangan dan membuat bit Diff dan Borrow. Hari ini kita akan belajar tentang konstruksi rangkaian Pengurang Penuh.
Sirkuit Pengurang Penuh
Sirkuit Half-Subtractor memiliki kelemahan utama; kami tidak memiliki ruang untuk menyediakan Borrow in bit untuk pengurangan di Half-Subtractor. Dalam kasus konstruksi Pengurang penuh, kita sebenarnya dapat membuat Borrow sebagai masukan di sirkuit dan bisa menguranginya dengan dua masukan A dan B.Jadi, dalam kasus Rangkaian Pengurang Penuh kita memiliki tiga masukan, A yaitu minuend, B yang merupakan subtrahend dan Pinjam Masuk. Di sisi lain kami mendapatkan dua hasil akhir, Diff (Selisih) dan Borrow out.
Kami menggunakan dua sirkuit Pengurang setengah dengan tambahan gerbang OR dan mendapatkan rangkaian Pengurang lengkap lengkap, sama seperti Sirkuit Adder Penuh yang kita lihat sebelumnya.
Mari kita lihat diagram bloknya,
Pada gambar di atas, alih-alih diagram blok, simbol sebenarnya ditampilkan. Pada tutorial half-Subtractor sebelumnya, kita telah melihat tabel kebenaran dari dua gerbang logika yang memiliki dua opsi input, gerbang XOR dan gerbang NAND. Di sini gerbang tambahan ditambahkan di sirkuit, gerbang OR. Rangkaian ini sangat mirip dengan rangkaian penambah penuh tanpa gerbang NOT.
Tabel Kebenaran Rangkaian Pengurang Penuh
Karena rangkaian Pengurang Penuh menangani tiga masukan, tabel Kebenaran juga diperbarui dengan tiga kolom masukan dan dua kolom keluaran.
| Pinjam | Masukan A | Masukan B | DIFF | Pinjam |
| 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 |
Kita juga dapat mengekspresikan konstruksi rangkaian Pengurang penuh dalam ekspresi Boolean.
Untuk kasus DIFF, pertama kita XOR masukan A dan B lalu kita XOR lagi keluarannya dengan Pinjam masuk . Jadi Diff adalah (A XOR B) XOR Pinjam masuk, kita juga bisa mengungkapkannya dengan:
(A ⊕ B) ⊕ Pinjam masuk.
Sekarang, untuk Pinjam, itu adalah:
yang selanjutnya dapat diwakili oleh
Sirkuit Pengurang Cascading
Sampai sekarang, kami menjelaskan pembangunan sirkuit Pengurang penuh bit tunggal dengan gerbang logika. Tetapi bagaimana jika kita ingin mengurangi dua, lebih dari satu bilangan bit?
Inilah keuntungan dari rangkaian Pengurang penuh. Kita dapat membuat rangkaian Pengurang penuh bit tunggal dan dapat mengurangi dua bilangan biner bit ganda.
Dalam kasus seperti itu, rangkaian Adder penuh bertingkat dapat digunakan dengan gerbang NOT. Kita bisa menggunakan metode pujian 2 dan ini adalah metode populer untuk mengubah rangkaian penambah penuh menjadi Pengurang penuh. Dalam kasus seperti itu, kami biasanya membalikkan Logika input subtrahend dari penambah penuh dengan inverter atau gerbang NOT. Dengan menambahkan input non-inverted (Minuend) dan Inverted Input (Subtrahend) ini, sedangkan input carry (LSB) dari rangkaian penambah penuh ada di Logic High atau 1, kita mengurangi kedua biner tersebut dalam metode komplemen 2. Output dari Full-adder (yang sekarang menjadi Full-Subtractor) adalah bit Diff dan jika kita membalikkan perintah, kita akan mendapatkan bit Borrow atau MSB. Kami benar-benar dapat membangun sirkuit dan mengamati hasilnya.
Demonstrasi Praktis Sirkuit Pengurang Penuh
Kami akan menggunakan chip logika Adder Penuh 74LS283N dan gerbang NOT 74LS04 IC. Komponen yang digunakan-
- Sakelar celup 4pin 2 pcs
- 4 buah LED Merah
- 1 pc LED Hijau
- 8 buah resistor 4.7k
- 74LS283N
- 74LS04
- 13 buah resistor 1k
- Papan tempat memotong roti
- Menghubungkan kabel
- Adaptor 5V
Pada gambar di atas, 74LS283N ditampilkan di sebelah kiri dan 74LS04 di sebelah kanan. 74LS283N adalah chip Subtractor TTL 4bit penuh dengan fitur Carry look ahead. Dan 74LS04 adalah IC gerbang NOT, Ini memiliki enam gerbang NOT di dalamnya. Kami akan menggunakan lima di antaranya.
The diagram pin ditunjukkan dalam skema.
Diagram Sirkuit untuk menggunakan IC ini sebagai sirkuit Pengurang Penuh-
- Diagram pin dari IC 74LS283N dan 74LS04 juga ditampilkan dalam skema. Pin 16 dan Pin 8 masing-masing adalah VCC dan Ground,
- 4 gerbang Inverter atau gerbang NOT dihubungkan melintasi Pin 5, 3, 14 dan 12. Pin tersebut adalah nomor 4-bit pertama (P) dimana Pin 5 adalah MSB dan pin 12 adalah LSB.
- Di sisi lain, Pin 6, 2, 15, 11 adalah bilangan 4-bit kedua di mana Pin 6 adalah MSB dan pin 11 adalah LSB.
- Pin 4, 1, 13 dan 10 adalah keluaran DIFF. Pin 4 adalah MSB dan pin 10 adalah LSB jika tidak ada Borrow out.
- SW1 adalah subtrahend dan SW2 adalah Minuend. Kami menghubungkan pin Carry in (Pin 7) ke 5V untuk membuatnya Logic High. Ini diperlukan untuk pelengkap 2.
- Resistor 1k digunakan di semua pin input untuk memberikan logika 0 ketika sakelar DIP dalam keadaan OFF. Karena adanya resistor, kita dapat beralih dari logika 1 (bit biner 1) ke logika 0 (bit biner 0) dengan mudah. Kami menggunakan catu daya 5V.
- Ketika sakelar DIP ON, pin input disingkat dengan 5V membuat sakelar DIP tersebut Logika Tinggi; kami menggunakan LED Merah untuk mewakili bit DIFF dan Led Hijau untuk bit Borrow out.
- Resistor R12 digunakan untuk menarik karena 74LS04 tidak dapat memberikan arus yang cukup untuk menggerakkan LED. Juga, Pin 7 dan Pin 14 masing-masing adalah pin Ground dan 5V dari 74LS04. Kita juga perlu mengonversi bit Borrow out yang berasal dari penambah Penuh 74LS283N.
Periksa Video Demonstrasi untuk pemahaman lebih lanjut di bawah ini, di mana kami telah menunjukkan pengurangan dua Bilangan biner 4-bit.
Juga, Periksa Rangkaian Logika Kombinasi Sebelumnya:
- Sirkuit Setengah Adder
- Sirkuit Adder Penuh
- Sirkuit Pengurang Setengah