Co to jest półodejmnik: praca i jego zastosowania, K-MAP, obwód za pomocą bramki NAND

Do przetwarzania informacji takich jak światło czy dźwięk z jednego punktu do drugiego możemy wykorzystać obwody analogowe, podając odpowiednie dane wejściowe w postaci sygnałów analogowych. W tym procesie istnieje ryzyko wychwytywania szumu przez wejściowe sygnały analogowe, co może prowadzić do utraty sygnału wyjściowego, co oznacza, że ​​każde wejście, które przetwarzamy na poziomie wejściowym, nie jest równe stopniowi wyjściowemu. Aby przezwyciężyć te obwody cyfrowe są realizowane. Układ cyfrowy można zaprojektować z bramkami logicznymi. Bramki logiczne są obwodem elektronicznym, który wykonuje operacje logiczne w oparciu o ich wejścia i daje na wyjściu tylko jeden bit, albo niski (logiczne 0=zero napięcia) albo wysoki (logiczne 1=wysokie napięcie). Obwody kombinowane mogą być zaprojektowane z więcej niż jedną bramką logiczną. Te obwody są szybkie i niezależne od czasu, bez sprzężenia zwrotnego między wejściem a wyjściem. Układy kombinowane są przydatne do operacji arytmetycznych i logicznych. Najlepsze przykłady układów kombinowanych to: półsumator, pełny sumator, półodejmujący, pełny odejmujący, multipleksery, demultipleksery, enkoder i dekoder. Czym jest półodejmujący? służy do odejmowania dwóch bitów od danych wejściowych. Tutaj wyjście odejmatora jest czysto zależne od obecnych wejść i nie zależy od poprzednich etapów. Wyjścia półodejmujące to różnica i taczka. Jest to podobne do odejmowania artymetycznego, w którym jeśli odjęta jest większa niż minuta, użylibyśmy pożyczki B = 1, w przeciwnym razie pożyczka pozostanie zero B=0. Aby to lepiej zrozumieć, przejdźmy do tabeli prawdy pokazanej poniżej. half-subtractor-block-diagramTabela prawdy Tabela prawdy dla połowy subtraktorów pokazuje wartości wyjściowe zgodnie z wejściami, które są stosowane na stopniach wejściowych. Tabela prawdy podzielona jest na dwie części. Lewa część jest oznaczona jako stopień wejściowy, a prawa część jako stopień wyjściowy. W obwodach cyfrowych wejście 0 i wejście 1 wskazują stan logiczny niski i wysoki. Zgodnie z konfiguracją, niski stan logiczny oznacza zero napięcia, wysoki stan logiczny oznacza wysokie napięcie (np. 5 V, 7 V, 12 V itp.). Wejścia WyjściaWejście – AWejście – BDifference -DBarrow – B 000010 1001111100Truth Table Wyjaśnienie Gdy wejścia A i B są zerowe, wyjścia połowicznego odejmowania D i B również są zerowe. Barrow wynosi zeroKiedy wejście A wynosi zero, a wejście B jest wysokie, to wyjścia D i B są odpowiednio wysokie. znajdź równanie dla różnicy (D) i Barrow (B). Równania dla różnicy-D: Różnica jest wysoka, gdy wejścia A=1, B=1 i A=0, B=0. Z tego stwierdzenia D = AB'+A'B = A⊕B. Zgodnie z równaniem D oznacza to bramkę Ex-lub.D = A⊕BErównania dla Barrow-B: Barro jest wysoki tylko wtedy, gdy wejście A jest niskie, a B jest wysokie. Od tego momentu równanie Barrow B będzie wyglądać tak: B= A'BB=A'BZ powyższych równań różnicowych i Barrow możemy zaprojektować schemat obwodu półodejmującego za pomocą mapy K -MapK – MapKarnaugh upraszcza wyrażenie algebry Boole'a dla pół obwodu odejmującego. Jest to oficjalna metoda znajdowania równania algebry Boole'a dla dowolnego obwodu. Rozwiążmy wyrażenia logiczne dla obwodu półodejmującego za pomocą K-map.K-Map for Difference (D) i Barrow (B)Mapa K dla różnicy (D) i Barrow (B) Zgodnie z mapą K, pierwsza z nich to A'B, a druga z nich to AB'. =A'B+AB'Wtedy D=A⊕B. To równanie wskazuje po prostu bramkę Ex-OR. Aby znaleźć uproszczone wyrażenie logiczne dla taczki B, musimy postępować zgodnie z tym samym procesem, który zastosowaliśmy dla różnicy D. Dlatego B=A'B.Half Subtractor przy użyciu bramki NAND GatesNAND i Bramki NOR nazywane są bramkami uniwersalnymi. Bramka NAND nazywana jest tutaj bramką uniwersalną, ponieważ możemy zaprojektować dowolny układ cyfrowy z wykorzystaniem n kombinacji liczb bramek NAND. Ze względu na tę specjalność bramka NAND nazywana jest bramą uniwersalną. Teraz projektujemy obwód półsubtraktorowy z wykorzystaniem bramek NAND.pół-subtraktor-zaimplementowany-z-bramkami-NAND Możemy zaprojektować pół-subtraktor z pięcioma bramkami NAND. Potraktuj A i B jako wejścia do pierwszego stopnia bramki NAND, jego wyjście ponownie połączone jako jedno wejście do drugiej bramki NAND jak również trzecia bramka NAND. Zgodnie z ich wejściami, daje wyjście i na ostatnim etapie z bramek NAND, wyjście różnicowe D i wyjście taczki B będą na ich wyjściu. Ostateczne równanie wyjściowe różnicy D to D = A ⊕B i równanie taczki B jako B=A'B.Dzięki zastosowaniu różnych kombinacji bramek NAND do skonstruowania półodejmnika, końcowe równania różnicy i taczki będą miały postać D=A⊕B i B=A'B.Zastosowania of Half SubtractorIstnieją różne zastosowania tych subtraktorów. Praktycznie są proste do analizy. Niektóre z nich są wymienione poniżej. Aby odjąć liczby znajdujące się w najmniejszej pozycji w kolumnach, preferowane są te odejmniki. Jednostka arytmetyczno-logiczna (ALU) obecna w procesorze preferuje tę jednostkę do odejmowania. Aby zminimalizować zniekształcenia dźwięku są one używane. W zależności od wymaganej operacji, półsubtraktor może zwiększać lub zmniejszać liczbę operatorów. Półsubtraktory są używane we wzmacniaczu. Podczas przesyłania sygnałów audio są one używane w celu uniknięcia zniekształceń. Połowa obwodu odejmującego. W warunkach czasu rzeczywistego odejmowanie wielu liczb bitów nie może być wykonane przy użyciu półodejmników. Wadę tę można przezwyciężyć stosując pełny Subtraktor.

Zostaw wiadomość 

Lista komunikatów