Ikkilik kalkulyator: 11 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Sharh:

20 -asrda mantiq eshigi birinchi ixtiro qilinganidan beri, bunday elektronikaning doimiy rivojlanishi ro'y berdi va hozirda u turli xil ilovalarda eng sodda, ammo asosiy elektron komponentlardan biri hisoblanadi. Ikkilik kalkulyator har xil mantiq eshiklari yordamida bir nechta bitlarni kiritish va yig'ish va ayirishni hisoblash imkoniyatiga ega bo'ladi.

Maqsad:

Mantiqiy mantiq, eshiklar va elektronikaning asosiy g'oyalarini taqdim etish. Mantiq eshiklari va ikkilik tizimlardan foydalanish bilan tanishish. 4 bitli ikkita sonni yig'ish va ayirishni hisoblash uchun

Maqsadli auditoriya:

Xobbi, ishtiyoqli maktab o'quvchilari, kollej yoki universitet talabalari.

Ta'minotlar

Ishlatiladigan komponentlar*:

4 x 74LS08 TTL Quad 2-kirish va eshiklari PID: 7243

4 x 4070 Quad 2-kirish XOR eshiklari PID: 7221

4 x 74LS32 Quad 2-kirish yoki eshiklari PID: 7250

2 x 74LS04 Hex inverter eshiklari PID: 7241

1 x Breadbooard PID: 10700

22 AWG, qattiq yadroli simlar PID: 224900

8 x ¼w 1k rezistorlar PID: 9190

8 x ¼w 560 rezistorli PID: 91447 (1k rezistorlar etarli bo'lsa kerak emas)

4 x DIP kaliti PID: 367

1 x 5V 1A quvvat adapteri Cen+ PID: 1453 (*Yuqori amper yoki markaz - ikkalasini ham ishlatish mumkin)

5 x LED 5 mm, sariq PID: 551 (rang ahamiyatsiz)

5 x LED 5 mm, yashil PID: 550 (rang ahamiyatsiz)

1 x 2,1 mm raz'emli ikkita terminal PID: 210272 (#210286 o'rnini bosishi mumkin)

4 x 8-pinli IC soket PID: 2563

Majburiy emas:

Raqamli multimetr PID: 10924

PID tornavida: 102240

Pinset, PID burchakli uchi: 1096

Plier, PID: 10457 (qat'iy tavsiya etiladi)

*Yuqorida sanab o'tilgan barcha raqamlar Li elektron komponentlarining mahsulot identifikatoriga mos keladi

1 -qadam: Quvvat manbasini o'rnatish (qo'shuvchi)

*Adder nima ???

Biz butun kontaktlarning zanglashiga olib keladigan quvvat manbaidan foydalanadigan bo'lsak, biz musbat va erni ajratishimiz kerak bo'ladi. E'tibor bering, biz markaziy musbat quvvat manbai bilan ishlaymiz (+ ichkarida va tashqarida), shuning uchun + ijobiy (bu holda QIZIL) va - tuproqli bo'lishi kerak (Qora).

Har bir vertikal relsga asosiy elektr uzatgichni ulang. Shunday qilib, IC chiplari hamma joyda simsiz ketmasdan osongina quvvatlanadi.

2 -qadam: DIP kalitini o'rnating (adder)

Kengashning mahkam ushlanishini ta'minlash uchun 8-pinli IC rozetkasining tepasiga ikkita 4-o'rindiqli tushirish tugmasi qo'yiladi va keyin u elektr rayı ostiga qo'yiladi. Kommutatorning boshqa tomonida biz ixtiyoriy qiymatli rezistorlarni joylashtiramiz* (men 1k va ikkita 560 ketma -ket ishlatganman)

3 -qadam: Bu rezistorlar nima uchun ???

O'rnatishga qarab, ular "tortish-ko'tarish" yoki "tortish-tushirish" rezistorlari deb ataladi.

Biz bu rezistorlardan "suzuvchi effekt" deb nomlangan narsa tufayli foydalanmoqdamiz.

O'ng yuqori rasmdagi kabi, kalit yopilganda, oqim muammosiz oqadi. Ammo, agar kalit ochilgan bo'lsa, bizda kirish holatini aniqlash uchun etarli kuchlanishga ega yoki yo'qligini aytish mumkin emas va bu ta'sir "suzuvchi effekt" deb nomlanadi. Mantiqiy holatlar bir darajadan past bo'lgan har qanday kuchlanish bilan ikkita kuchlanish darajasi bilan ifodalanadi 0 va mantiq 1 deb qaraladigan boshqa darajadan yuqori bo'lgan har qanday kuchlanish, lekin pin o'zi statik tufayli kirish mantig'ining 1 yoki 0 ekanligini farqlay olmaydi. yoki atrofdagi tovushlar.

Suzuvchi effektni oldini olish uchun biz chapdagi diagramma kabi yuqoriga yoki pastga qarshiliklardan foydalanamiz.

4 -qadam: Mantiq eshiklarini o'rnatish (Adder)

XOR, AND, OR, XOR va AND eshiklarini mos ravishda joylashtiring (4070, 74LS08, 74LS32, 4070 va 74LS08). Mantiqiy chiplarni faollashtirish uchun har bir chipning 14 -pinini musbat relsga va 7 -pinni erga ulang.

5 -qadam: Mantiqiy darvozalarni torting (Adder)

Sxematik va tegishli ma'lumotlar jadvaliga asoslanib, eshiklarni shunga mos ravishda simlang. Shuni e'tiborga olish kerakki, dastlabki kirish biti nolga teng, shuning uchun uni oddiygina erga ulash mumkin.

Biz 4-bitli ADDER-ni ishlab chiqarayotganimiz sababli, biz oxirgi birlikka yetguncha chiqish tashish doimiy ravishda boshqa FULL ADDER-ning yuk tashuvchisiga beriladi.

*E'tibor bering, OR darvozasidagi 8 -pinli qo'shimcha LED oxirgi CARRY bitini bildiradi. U faqat 4 bitli ikkita raqamning yig'indisi endi 4 bit bilan ifodalanib bo'lmaganda yonadi

6 -qadam: Chiqish (yopishtiruvchi) uchun LEDlarni o'rnating

Birinchi FULL ADDER -ning chiqish biti to'g'ridan -to'g'ri LSB (eng kam ahamiyatli bit) sifatida ulanadi.

Ikkinchi FULL ADDER -ning chiqish biti, natijaning o'ng tomonidagi ikkinchi bitga ulanadi va hokazo.

*Biz pastga tushirish uchun ishlatadigan standart vattli rezistorlardan farqli o'laroq, LEDlar qutblangan komponent bo'lib, elektron oqimining yo'nalishi muhim (ular diod bo'lgani uchun). Shuning uchun, biz LEDning uzunroq oyog'ini elektr tarmog'iga, qisqarog'ini esa erga ulashimizga ishonch hosil qilishimiz kerak.

Va nihoyat, CARRY -ning oxirgi biti OR -eshikning 8 -piniga ulanadi. Bu MSB (eng muhim bit) yukini ifodalaydi va bu bizga ikkita 4-bitli ikkilik raqamlarni hisoblash imkonini beradi.

(agar hisoblangan chiqish ikkilikda 1111 dan oshsa, u yonadi)

7 -qadam: Quvvat manbasini sozlash (olib tashlovchi)

*Subtractor nima

Xuddi shu quvvat manbai SUBTRAKTORni yoqish uchun ishlatilishi mumkin.

8 -qadam: DIP kalitini o'rnating

Adder bilan bir xil.

9 -qadam: Mantiq eshiklarini o'rnating (olib tashlovchi)

Shunga o'xshash yondashuvni qo'llash mumkin bo'lsa -da, ayiruvchilar AND darvozasiga o'tishdan oldin NOT darvozasidan foydalanishni talab qiladi. Shunday qilib, bu holda men mos ravishda XOR, NOT, AND, OR, XOR, NOT va AND (4070, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 4070, 74LS04 va 74LS08) ni joylashtirdim.

Uzunligi 63 teshikli standart o'lchamdagi non paneli cheklanganligi sababli, AND ustiga ulanadi.

ADDER uchun qilganimizdek, chiplarni faollashtirish uchun mantiqiy chiplarning 14 -pinini musbat relsga va 7 -pinni erga ulang.

10 -qadam: Mantiqiy eshiklarni torting (olib tashlovchi)

Sxematik va tegishli ma'lumotlar jadvaliga asoslanib, eshiklarni shunga mos ravishda simlang. Shuni e'tiborga olish kerakki, dastlabki kirish qarz biti nolga teng, shuning uchun uni asoslash mumkin.

Biz 4-bitli SUBTRAKTORni ishlab chiqarayotganimiz sababli, oxirgi bo'linmaguncha, chiqadigan qarz doimiy ravishda boshqa SUBTRAKTORning kirish qarziga beriladi.

*E'tibor bering, OR darvozasidagi 8 -pinli qo'shimcha LED oxirgi qarz bitini ko'rsatadi. U faqat 4 bitli ikkita sonni ayirish manfiy sonni bildirganda yonadi.

11 -qadam: Chiqish uchun LEDlarni o'rnating

Birinchi SUBTRACTOR -ning chiqish biti to'g'ridan -to'g'ri LSB (eng kam ahamiyatli bit) sifatida ulanadi.

Ikkinchi SUBTRACTOR -ning chiqish biti ikkinchi chiqishga ulanadi, natijada chiqish o'ngdan va boshqalar.

Nihoyat, BORROW -ning oxirgi biti OR -eshikning 8 -piniga ulanadi. Bu minuend MSB uchun BORROWni ifodalaydi. Bu LED faqat Subtrahend Minuenddan kattaroq bo'lganda yoqiladi. Biz ikkilikda hisob -kitob qilayotganimiz uchun salbiy belgi yo'q; Shunday qilib, manfiy son 2 ning ijobiy shakli bilan to'ldiriladi. Shunday qilib, har qanday ikkita 4-bitli sonlarni olib tashlash mumkin.