IC tuxum taymer: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Yaratgan: Gabriel Chiu

Sharh

Bu loyiha raqamli mantiq asoslarini, NE555 taymerining xususiyatlarini va ikkilik sonlar qanday hisoblanishini ko'rsatadi. Qo'llaniladigan komponentlar quyidagilardir: NE555 taymer, 12-bitli to'lqin hisoblagichi, ikkita 2-kirishli NOR-darvoza, 4-kiruvchi VA shlyuz, 2-kiruvchi VA shlyuz, 2-kirishli OR-shlyuz. NOR, AND va OR mantiq eshiklari TTL va CMOS ekvivalentlarida keladi, ularni Li's Electronic -da topish mumkin. Bu loyiha ikkita sozlamali oddiy tuxum taymeridir: qattiq yoki yumshoq qaynatilgan va reset funksiyasi bilan ta'minlangan.

Qismlar va asboblar

• 1x non paneli (Lining raqami: 10516)

• 1x 9V batareya (Li raqami: 8775 yoki 16123)

  DIQQAT: Bu davr ham 5V kuch ishlatib ishlashi mumkin. 9Vdan oshmang, chunki bu IC chiplariga zarar etkazishi mumkin

• 1x 9V batareya ushlagichi (Li raqami: 657 yoki 6538 yoki 653)
• Qattiq ulash simlari (Li raqami: 2249)
• Jumper Wire (Li raqami: 10318 yoki 21805)
• Alligator testlari (Li raqami: 690)
• 3x tegish kalitlari (Li raqami: 31241 yoki 31242)
• 1x NE555 taymer (Li raqami: 7307)
• 1x 12-bitli to'lqin hisoblagichi CMOS 4040 (Li raqami: 7210)
• 1x Dual Quad kirish va CMOS 4082 eshigi (Li raqami: 7230)
• 1x Quad 2-kirish va eshik CMOS 4081 (Li raqami: 7229)
• CMOS 4001 yoki 74HC02 4xli 2-kirishli NOR darvozasi (Li raqami: 7188 yoki 71692)
• 1x Quad 2-kirish yoki eshik 74HC32 (Li raqami: 71702)
• 3x 1k OHM rezistorlar ¼ vatt (Li raqami: 9190)
• 2x 150k OHM rezistorlar (vatt) (Li raqami: 91527)
• 1x 10nF (0,01UF) kondansatör (Li raqami: 8180)
• 1x 4.7UF kondansatkichi (Li raqami: 85)
• 1x 1N4001 diodi (Li raqami: 796)
• 1x doimiy signal 3-24V doimiy (Li raqami: 4135)

Asboblar

1x simli striptizchilar (Li raqami: 10325)

1 -qadam: Kengashni sozlash

Ushbu loyiha uchun boshqaruv kengashini o'rnatish juda muhimdir. Bu sozlash barcha elektr rållari (qizil va ko'k chiziqlar) quvvatlanishini ta'minlashdan iborat.

1. Taxtaning yuqori qismidagi ikkita banan terminalini non taxtasining o'ziga ulash uchun siz bir nechta o'tish simini ishlatishingiz kerak bo'ladi. Bu batareyani yoki quvvat manbasini ulashga yordam beradi.
2. Yuqoridagi 1-rasmda bo'lgani kabi, qizil temir yo'llarni bir-biriga ulash uchun qizil simni joylashtiring.
3. Moviy temir yo'llarni birlashtirish uchun qora simdan foydalaning. (Men qora sim ishlatardim, lekin ko'k sim yaxshi)

MUHIM!: Qizil chiziqlarning hech biri ko'k chiziqlar bilan bog'lanmaganligiga ishonch hosil qiling. Bu kontaktlarning zanglashiga olib keladi va sizning taxtangizni yondiradi, simlaringiz va batareyalaringizni yo'q qiladi.

SIZNING BOSHQARIMINGIZ ULISHDA QUVVATLI EMASligiga ishonch hosil qiling! BU KOMPONENTLARINGIZGA BOSHQA zarar yetkazishi mumkin

Ishni boshlashdan oldin, biz ko'p miqdordagi IC chiplarini o'z taxtamizda ishlatamiz, shuning uchun men kerakli joyni beraman, bu erda komponentalarni qulay va qulay oraliqda joylashtirish uchun.

Ko'pgina IC -lar chipda old yoki oldinga yo'nalish qayerda joylashganligini ko'rsatadigan ko'rsatkichga ega. Chip 2 -rasmda ko'rsatilgandek, chipning old qismi qayerda ekanligini ko'rsatish uchun kichik chuqurchaga ega bo'lishi kerak.

(Agar siz burchakdagi kichik LED sxemasi bilan qiziqsangiz, oxirigacha boring. Men sizga nima uchun u erda va qanday ishlashini ko'rsataman)

2 -qadam: Taymerni sozlash

Bu taymer har soniyada puls yuboradi, biz uni keyingi bosqichda ishlatamiz. Hozircha biz NE55 taymerini to'g'ri sozlashga e'tibor qaratamiz. Men NE555 taymer kalkulyatoridan foydalanib, vaqtni 1 sekundga o'rnatish uchun zarur bo'lgan rezistor va kondansatör qiymatlarini topdim. Bu hisoblagich soniyalarda hisoblanishiga ishonch hosil qiladi.

1. NE555 taymer IC chipini non taxtasiga joylashtiring, shunda old pinlar non panelining chap tomonida 5 -raqamda joylashgan.
2. 8 -pinni Qizil temir yo'l liniyasiga ulang
3. 1 -pinni Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
4. 7 -pinni 150k OHM qarshiligi bilan Qizil temir yo'l liniyasiga ulang

5. Boshqa 150k OHM qarshilik va 1N4001 diod yordamida 7 -pinni 2 -pinga ulang

   • Diyot chizig'i diagrammada ko'rsatilgandek, 2 -pinga qaraganligiga ishonch hosil qiling
   • Rezistor qaragan tomonga qayg'urmang
6. 6 -pinni 2 -pinga ulang, shuningdek sim yoki o'tish moslamasidan foydalaning
7. 5 -pinni 10nF kondansatör yordamida Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
8. 4.7uF kondansatör yordamida 2 -pinni Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
9. Chiziq belgisi yonidagi sim Moviy rayga ulanganligiga ishonch hosil qiling, aks holda kondansatör orqaga
10. Qayta tiklash funktsiyasini o'chirish uchun 4 -pinni sim yordamida Qizil temir yo'l liniyasiga ulang
11. Nihoyat, keyingi qadam uchun 3 -pinga o'tish joyini joylashtiring.

3 -qadam: Hisoblagichni sozlash

Bu butun tizimning eng muhim qismi, aks holda siz qattiq qaynatilgan tuxumdan ko'proq narsani olasiz!

1. Non panelidagi CMOS 4040 Counter IC chipini NE555 taymer chipidan keyin joylashtiring, shunda old pinlar 10 -darajali bo'ladi.
2. 16 -pinni Qizil temir yo'l liniyasiga ulang
3. 8 -pinni Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
4. 10 -pinni oldingi qadamda qoldirgan NE555 taymer chiqishiga ulang (NE555 3 -pin).
5. Qayta tiklash funktsiyasi uchun 11 -pinni qoldiring

4 -qadam: Tizim miyasini tayyorlash

Tizim miyasini o'rnatishning birinchi qadamlari savol tug'diradi: biz tuxumlarimiz qancha vaqt pishishini xohlaymiz?

Tizimda ikkita pishirish sozlamalari mavjud; qattiq qaynatilgan va yumshoq qaynatilgan. Biroq, qiyin tomoni shundaki, raqamli tizimlar (hatto sizning kompyuterlaringiz ham) ikkilik raqamlarda sanaladi, shuning uchun 1 va 0. shuning uchun biz oddiy kasr sonlarini ikkilik sonlarga aylantirishimiz kerak.

BOShQA RAKAMLARNI BUZISH VAQTI

O'nli kasrni ikkilikka aylantirish oddiy bo'linish bosqichlarini oladi.

1. Raqamingizni oling va uni 2 ga bo'ling
2. Bo'limdan qolgan natijani va qolganini eslang
3. Qolgan qismi birinchi qismga o'tadi
4. Olingan natijani 2 ga bo'ling

5. Sizning natijangiz nol bo'lmaguncha, har bir ketma -ket bit uchun 2 dan 4 gacha bo'lgan amallarni takrorlang.

   QAYD: BINARY RAKAMLAR O'NDAN QOLISH UCHUN O'QILADI, shuning uchun 1 -son eng to'g'ri raqam

Misol, kasrli raqam uchun: 720

Yuqoridagi jadvalga qarang

Shunday qilib, ikkilik raqam-0010 1101 0000. Ikkilik raqamni 4 ta guruhda saqladim va hatto 12-bitli hisoblagichimizga to'g'ri keldi.

Vaqtimizni qidirish

Bu loyiha uchun men yumshoq qaynatish uchun 3 minut, qattiq qaynatish uchun 6 minut tanladim. NE555 taymerimiz va hisoblagichimiz tezligiga mos kelish uchun bu vaqtlarni soniyalarga aylantirish kerak.

1 daqiqada 60 soniya bor.

Shunday qilib, 3 daqiqa 180 soniyaga va 6 daqiqa 360 soniyaga aylanadi

Keyinchalik, biz uni ikkilikka aylantirishimiz kerak.

O'nli kasrni ikkilikka aylantirish usuli yordamida biz quyidagilarni olamiz:

360 soniya 0001 0110 1000

180 soniya 0000 1011 0100

5-qadam: 4-kirish va CMOS 4082 eshiklarini sozlash

Nihoyat, biz tizim taxtasini o'z taxtamizga o'rnatishni boshlashimiz mumkin. Birinchidan, 4-kirish va eshik. Chiqishning o'zi 1 bo'lishidan oldin, bu darvoza barcha kirishlar 1 ga teng bo'lishi kerak. Masalan, agar biz 3 daqiqani tanlagan bo'lsak; AND darvozasi 1 chiqishiga qadar 3, 5, 6 va 8 bitlar 1 bo'lishi kerak. Bu bizning tizimni faqat ma'lum vaqtlarda ishga tushiradi.

1. CMOS 4082 4-kiruvchi va Gate IC chipini CMOS 4040 hisoblagichidan keyin non taxtasiga joylashtiring, shunda old pinlar 20-darajali bo'ladi.
2. 14 -pinni Qizil temir yo'l liniyasiga ulang
3. 7 -pinni Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
4. 2-5-pinlarni hisoblagich pimlariga yuqoridagi diagrammada ko'rsatilgan tarzda ulang
5. 12-9-pinlar uchun ham xuddi shunday qiling
6. 6 va 8 -pinlar ishlatilmaydi, shuning uchun ularni yolg'iz qoldirishingiz mumkin

6 -qadam: Tugmalar va qulflarni sozlash

Bu asosiy nazorat va tizimning yana bir hal qiluvchi qismi!

Avval mandallar tushunchasidan boshlaylik. 3 -rasm - bizning CMOS 4001 NOR eshiklarimiz yordamida bizning qulflarimizdan biri qanday ko'rinishga ega bo'lishi sxemasi.

Qachonki bitta kirish yoqilgan bo'lsa (mantiq yuqori yoki 1 bo'lsa), tizim qaysi chiqishni yoqadi va uni yoqadi. Boshqa kirish yoqilgan bo'lsa, tizim yana qaytadi va yangi chiqishni yoqadi.

Endi uni bizning davrimizga qo'llash uchun!

Birinchi qulf 4-kirishning chiqishi uchun bo'ladi va biz faqat simni uladik.

1. CMOS 4008 NOR Gate IC chipini CMOS 4082 4-kirish va eshikdan keyin non taxtasiga joylashtiring, shunda old pinlar 30-raqamda bo'ladi.
2. 14 -pinni Qizil temir yo'l liniyasiga ulang
3. 7 -pinni Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
4. 1 -pinni 1 -chi AND -eshikning 1 -piniga ulang
5. 2 va 4 -pinlarni bir -biriga ulang
6. 3 va 5 -pinlarni bir -biriga ulang
7. 13 -pinni AND -eshikning 13 -piniga ulang
8. 12 va 10 -pinlarni bir -biriga ulang
9. 11 va 9 -pinlarni bir -biriga ulang
10. 6 va 8 -pinlarni bir -biriga ulang, biz ularni keyinchalik tiklash funksiyasi uchun ishlatamiz.

7 -qadam: Tugmalar va mandallarni sozlash

Keyingi - ikkinchi mandal va tugmalar!

Biz ularni taxtaning o'ng yarmiga joylashtiramiz, shuning uchun tugmachalarni bosish osonroq bo'ladi va biz o'z ehtiyojlarimizni ushlab turamiz. Tugmalar, shuningdek, tanlangan sozlamalarni o'rnatish va qayta o'rnatish uchun mandaldan foydalanadi.

1. Tugmalaringizni (tegish kalitlari) taxtangizga qo'ying

2. Yuqoridagi sxema bo'yicha tugmachalarni ulang

   Amaldagi rezistorlar 1k OHM rezistorlardir

3. CMOS 4001 -ni biz ilgari birinchi mandalda bo'lgani kabi ulang, lekin biz tugmalarni CMOS 4001 -ning kirishiga ulaymiz.

   4 -rasmda 74HC02 NOR ekvivalenti ishlatilgan

HOZIR biz oxirigacha bu tugmani qayta ishlatamiz va kirishni qayta o'rnatamiz!

1. Qayta tiklash tugmachasini tizimdagi boshqa tiklash joylariga ulang

   • Joylashuvlar uchun oldingi bosqichlardagi rasmlarga qarang
   • Barcha pimlarni bir -biriga ulash uchun siz bir nechta o'tish simlarini ishlatishingiz kerak bo'ladi
2. Keyingi bosqichda mandaldan qattiq va yumshoq qaynatilgan tugmalar ishlatiladi

8-qadam: CMOS 4081 2-kirish va eshikni sozlash

Bu qism biz tanlagan sozlamani tasdiqlaydi. Chiqish faqat ikkala kirish to'g'ri bo'lganda yoqiladi. Bu faqat bitta sozlamaning oxirida signalni faollashtirishga imkon beradi.

1. CMOS 4081 AND Gate IC chipini birinchi taxtali chipimizdan keyin non taxtasiga joylashtiring, shunda old pinlar non taxtasining o'ng va chap tomonida 40 -darajali bo'ladi.
2. 14 -pinni Qizil temir yo'l liniyasiga ulang
3. 7 -pinni Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
4. Ikkita mandalning chiqishini AND eshiklarining kirishiga ulang (6 -qadamga qarang: bosish tugmachalari va mandallarni sozlash).
5. Buni qattiq qaynatilgan va yumshoq qaynatilgan sozlamalar uchun bajaring.

9 -qadam: tizimni tugatish

Tizimga oxirgi tegish. OR darvozasi kirish uchun chiqishni yoqish imkonini beradi.

1. 74HC32 OR Gate IC chipini non taxtasiga, CMOS 4081 2-kirish va eshikdan keyin joylashtiring, shunda old pinlar non paneli o'ng va chap tomonida 50-darajali bo'ladi.
2. 14 -pinni Qizil temir yo'l liniyasiga ulang
3. 7 -pinni Moviy temir yo'l liniyasiga ulang
4. 7 -qadamdagi ikkita chiqishni oling va ularni 74HC32 chipining kirishiga ulang (1 va 2 -pinlar).
5. Chiqishni (PIN 3) signal signalining qizil simiga ulang
6. Qo'ng'iroqning qora simini Moviy temir yo'l liniyasiga ulang

Siz tugatdingiz

Batareyani batareya ushlagichiga ulang va uni yoqish uchun qizil simni non taxtasining qizil banan terminaliga, qora simni esa qora banan terminaliga ulang. Taymerni ishga tushirish uchun avval "reset" tugmasini bosing va keyin har safar yangi vaqtni boshlashni xohlaganingizda o'z variantingizni tanlang, chunki NE555 taymeri doimiy ravishda ishlaydi va agar reset tugmasi birinchi bosilmasa, tizim hisobini ushlab turadi

Kelajakdagi yaxshilanishlar

Bu sxema 100% mukammal zanjir emas. Men yaxshilamoqchi bo'lgan narsalar bor:

1. NE555 taymer va hisoblagich faqat tanlanganidan keyin hisoblashni boshlashiga ishonch hosil qiling
2. Har bir tugallangan signaldan so'ng tizimni qayta o'rnatishga ruxsat bering
3. Bir vaqtning o'zida faqat bitta variantni tanlash mumkinligiga ishonch hosil qiling, hozirda ikkala variant ham tanlanishi mumkin
4. Oqimni kuzatish va tushunishni osonlashtirish uchun sxemani tozalang
5. Qaysi tanlov tanlanganligini va taymerning joriy vaqtini ko'rsatadigan qism yoki tizimga ega bo'ling

10 -qadam: operatsiya haqida video

Men buzzerni kichik sinov davri bilan almashtirdim. LED signalni muvaffaqiyatli ishga tushirganda qizil rangdan yashil rangga o'zgaradi.

11 -qadam: BONUS test punkti davri

Shunday qilib, siz ushbu kichik qismlarga qiziqasiz.

Yuqoridagi rasmlar taxtada qanday ko'rinishini va sxemaning sxematik diagrammasini ko'rsatadi. Bu sxema mantiqiy sinov davri deb ataladi. Bu IC yoki raqamli chiqishlari yuqori (1) yoki past (0) ekanligini tekshirishi mumkin.

Ushbu sxemada diodlar va elektr tokining asosiy tushunchasi qo'llaniladi. Elektr yuqori potentsialdan daryo kabi past potentsialga o'tadi, lekin siz so'rashingiz mumkin, potentsial qanday o'zgaradi? Har bir komponentdan keyin sxemaning potentsiali pasayadi. Masalan, rezistorning bir uchida, boshqa tomondan, potentsiali yuqori bo'ladi. Bu pasayish kuchlanishning pasayishi deb ataladi va qarshilik xususiyatlaridan kelib chiqadi va Ohm qonuni orqali topiladi.

Ohm qonuni: kuchlanish = oqim x qarshilik

Diodlar, shuningdek, ular bo'ylab kuchlanish pasayishiga ega, bu esa kontaktlarning zanglashiga olib borgan sari kuchlanishning pasayishiga olib keladi. Bu yer simini bosmaguningizcha davom etadi, bu nol potentsial yoki nol kuchlanishni bildiradi.

Endi savol, bu elektron yuqori (1) yoki past (0) mantiqni qanday tekshiradi?

Xo'sh, biz ikkita LEDning orasidagi nuqtaga har qanday mantiqiy chiqishni ulaganimizda, u erda kuchlanish potentsialini qo'yadi. Diodlar yorug'lik chiqaruvchi diodlar bo'lgani uchun bir xil printsiplarga amal qilgani uchun diodlarning asoslaridan foydalangan holda, diodlar faqat bitta yo'nalishda oqimning oqishiga imkon beradi. Shuning uchun siz LEDlarni teskari yo'nalishda ulasangiz, ular yoqilmaydi.

Bu nuqtaning ikkita LED orasidagi ta'siri bu xususiyatning paydo bo'lishiga olib keladi. Qachonki nuqta yuqori bo'lsa (1), 5 voltli potentsial shu nuqtaga joylashtiriladi va QIZIL LED oldidagi kuchlanish potentsiali sinov nuqtasidagi potentsialdan past bo'lsa, RED LED yonmaydi. Biroq, Yashil LED yonadi. Bu shuni ko'rsatadiki, siz sinab ko'rayotgan narsalar mantiqiy darajada yuqori (1).

Va aksincha, sinov nuqtasi mantiqiy pastda (0) bo'lganda, sinov nuqtasida nol kuchlanish potentsiali bo'ladi. Bu faqat RED LEDni yoqishga imkon beradi, bu siz sinab ko'rmoqchi bo'lgan nuqtaning mantiqiy pastligini ko'rsatadi.