Екілік калькулятор: 11 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Шолу:

20 -шы ғасырда логикалық қақпа алғаш ойлап табылғаннан бері мұндай электрониканың үнемі дамуы орын алды және ол қазіргі уақытта көптеген қосымшаларда қарапайым, бірақ принципті маңызды электронды компоненттердің бірі болып табылады. Екілік калькулятор әр түрлі логикалық шлюздерді қолдана отырып, бірнеше биттерді енгізе алады және қосынды мен азайтуды есептей алады.

Мақсаты:

Логикалық логика, қақпалар мен электрониканың негізгі идеяларын ұсыну. Логикалық қақпалар мен екілік жүйелермен танысу. 4-разрядты екі санның қосындысы мен азайтуын есептеу

Мақсатты аудитория:

Хобби, ынталы орта мектеп оқушылары, колледж немесе университет студенттері.

Жабдықтар

Қолданылатын компоненттер*:

4 x 74LS08 TTL Quad 2 кірісті және қақпасы PID: 7243

4 x 4070 Quad 2 кірісті XOR қақпасы PID: 7221

4 x 74LS32 Quad 2 кірісті НЕМЕСЕ PID: 7250

2 x 74LS04 Hex түрлендіргіш қақпасы PID: 7241

1 x Breadbooard PID: 10700

22 AWG, қатты ядролы сымдар PID: 224900

8 x ¼w 1k резисторлар PID: 9190

8 x ¼w 560 резистор PID: 91447 (егер 1к резистор жеткілікті болса қажет емес)

4 x DIP қосқышы PID: 367

1 x 5V 1A қуат адаптері Cen+ PID: 1453 (*Жоғары ампер немесе орталық - екеуін де қолдануға болады)

5 x жарықдиодты 5 мм, сары PID: 551 (түсі маңызды емес)

5 х жарықдиодты 5 мм, жасыл PID: 550 (түсі маңызды емес)

1 x 2,1 мм ұяға екі терминал PID: 210272 (#210286 алмастыра алады)

4 x 8 істікшелі IC розеткасы PID: 2563

Қосымша:

Сандық мультиметр PID: 10924

PID бұрағыш: 102240

Пинцет, бұрыштық ұш PID: 1096

Plier, PID: 10457 (қатаң ұсынылған)

*Жоғарыда аталған барлық нөмірлер Ли электронды компоненттерінің өнім идентификаторына сәйкес келеді

1 -қадам: Қуат көзін орнату (қосқыш)

*Аддер дегеніміз не ???

Біз баррель ұясының қуат көзін қолдана отырып, бүкіл тізбекті қуаттайтын боламыз, сондықтан оң мен жерді ажырату қажет болады. Назар аударыңыз, біз орталық оң қуат көзімен жұмыс жасаймыз (+ ішінде және сыртында), сондықтан + оң болып шығуы керек (бұл жағдайда ҚЫЗЫЛ) және - жерге тұйықталуы керек (Қара).

Магистральдық рельсті тік рельстердің әрқайсысына қосыңыз. IC чиптерін барлық жерде сымдарсыз өткізуге болады.

2 -қадам: DIP қосқышын орнатыңыз (аддер)

Тақтаның берік ұсталуын қамтамасыз ету үшін 8 істікшелі IC розеткасының үстіне 4 4 позициялы екі сөндіргіш орнатылады, содан кейін ол электрлік рельстің астына қойылады. Коммутатордың екінші жағында біз ерікті мәнді резисторларды орналастырамыз* (мен 1k және екі 560 сериясын қолдандым)

3 -қадам: Бұл резисторлар не үшін ???

Орнатылуына қарай олар «тартылатын» немесе «төмен түсетін» резисторлар деп аталады.

Біз бұл резисторларды «өзгермелі эффект» деп аталатын нәрсе үшін қолданамыз.

Жоғарғы оң жақтағы суреттегідей, коммутатор жабылған кезде ток еш қиындықсыз өтеді. Алайда, егер коммутатор ашылса, бізде кірісті күйді анықтау үшін кернеулер жеткілікті ме, жоқ па, айтпауға болады, және бұл әсер «өзгермелі әсер» деп аталады. Логикалық күйлер бір кернеуден төмен логикалық 0 деп есептелетін кез келген кернеумен екі кернеу деңгейімен бейнеленеді, ал басқа деңгейден жоғары кез келген кернеу логика 1 деп есептеледі, бірақ түйіннің өзі кіру логикасының статикаға байланысты 1 немесе 0 екенін ажырата алмайды. немесе айналадағы шу.

Қалқымалы әсердің алдын алу үшін біз сол жақтағы диаграмма сияқты жоғары немесе төмен қарсылықты қолданамыз.

4 -қадам: Логикалық қақпаларды орнатыңыз

XOR, AND, OR, XOR және AND қақпаларын орналастырыңыз (4070, 74LS08, 74LS32, 4070 және 74LS08). Логикалық чиптерді іске қосу үшін әр чиптің 14 -штырын оң рельске, ал 7 -шекті жерлік рельске қосыңыз.

5 -қадам: Логикалық қақпаны сыммен қосыңыз (аддер)

Схемалық және сәйкес деректер кестесіне сүйене отырып, қақпаларды сымға сәйкес бекітіңіз. Алғашқы кіріс биттік нөлге тең екенін ескеру маңызды, сондықтан оны жерге тұйықтауға болады.

Біз 4-биттік ADDER жасап жатқандықтан, соңғы қондырғыға жеткенше, шығыс тасқыны басқа FULL ADDER-дің кіріс тасуына беріліп отырады.

*НЕМЕСЕ қақпасындағы 8 түйреуішіндегі қосымша жарық диоды CARRY соңғы битін көрсететінін ескеріңіз. Ол 4 биттік екі санның қосындысы 4 битпен көрсетілмеген кезде ғана жанып тұрады

6 -қадам: Светодиодтарды шығысқа (аддер) орнатыңыз

Бірінші FULL ADDER -дің шығыс биті шығыс шығысының LSB (ең аз маңызды бит) ретінде тікелей қосылады.

Екінші FULL ADDER -дің шығыс биті шығыс оң жақтан екінші битке жалғанады және т.б.

*Біз төмен түсіру үшін қолданатын стандартты ватт резисторлардан айырмашылығы, светодиодтар поляризацияланған компонент болып табылады және электрон ағынының бағыты маңызды (олар диод болғандықтан). Сондықтан, жарықдиодтың ұзын аяғын қуатқа қосамыз, ал қысқа жерін жерге қосамыз деп сендіру маңызды.

Ақырында, соңғы CARRY биті OR қақпасының 8 -штырына қосылады. Бұл MSB (ең маңызды бит) тасымалын білдіреді және ол бізге кез келген 4-биттік екілік сандарды есептеуге мүмкіндік береді.

(егер есептелген шығыс екілік жүйеде 1111 -ден асса ғана ол жанып тұрады)

7 -қадам: Қуат көзін орнатыңыз (алып тастаушы)

*Салымшы дегеніміз не

Дәл осындай қуат көзін САБТРАКТОРДЫ қосу үшін пайдалануға болады.

8 -қадам: DIP қосқышын орнатыңыз

Аддермен бірдей.

9 -қадам: Логикалық қақпаларды орнатыңыз (алып тастаушы)

Ұқсас тәсіл қолданылуы мүмкін болса да, алушылар AND қақпасына берілмес бұрын NOT қақпасын қолдануды талап етеді. Осылайша, бұл жағдайда мен сәйкесінше XOR, NOT, AND, OR, XOR, NOT және AND орналастырдым (4070, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 4070, 74LS04 және 74LS08).

Ұзындығы 63 тесікті стандартты өлшемді тақтаның шектелуіне байланысты, AND жоғарғы жағына қосылады.

Біз ADDER үшін жасағандай, чиптерді іске қосу үшін логикалық чиптердің 14 штырын оң рельске, ал 7 істікті жерге қосыңыз.

10 -қадам: Логикалық қақпаны сыммен қосыңыз (алып тастаушы)

Схемалық және сәйкес деректер кестесіне сүйене отырып, қақпаларды сымға сәйкес бекітіңіз. Қарыздың алғашқы кіріс биті нөлге тең екенін ескеру қажет, сондықтан оны негіздеуге болады.

Біз 4-разрядты СУБРАКТОР жасап жатқандықтан, соңғы қарызға жеткенше, шығыс қарызы басқа субстрактордың кіріс қарызына үнемі беріліп отырады.

*НЕМЕСЕ қақпасындағы 8 -штырдағы қосымша жарық диоды соңғы қарыз битін көрсететінін ескеріңіз. Ол 4 биттік екі санды азайту теріс санды көрсеткенде ғана жанатын болады.

11 -қадам: шығыс үшін светодиодты орнатыңыз

Бірінші SUBTRACTOR -дан шығатын бит тікелей алынған LSB (ең аз маңызды бит) ретінде қосылады.

Екінші SUBTRACTOR -дан шығатын разряд алынған шығыстың оң жағынан екінші битке жалғанады және т.б.

Ақырында, BORROW соңғы биті OR қақпасының 8 істігіне қосылады. Бұл минуендтің MSB -ге қарызды білдіреді. Бұл жарық диоды Subtrhend Minuend -ден үлкен болған жағдайда ғана қосылады. Біз екілік есепте болғандықтан, теріс белгі болмайды; осылайша, теріс сан 2 -нің оң формасын толықтырумен есептеледі. Осылайша, кез келген екі 4-разрядты шығаруға болады.