Сандық комбинация құлпы!: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:29

Мен әрқашан электронды құлыптар қалай жұмыс істейтінін ойлайтынмын, сондықтан цифрлық электрониканың негізгі курсын аяқтағаннан кейін мен оны өзім құруға шешім қабылдадым. Ал мен сізге өз үйіңізді құруға көмектесемін!

Сіз оны 1 -ден 400 В -қа дейінгі кез келген нәрсеге (немесе RELAY -ге байланысты болуы мүмкін), тұрақты токқа немесе айнымалы токқа қосуға болады, сондықтан сіз оны басқа тізбекті басқаруға немесе қоршауды электрлендіруге қолдана аласыз !! (бұлай жасамаңыз, бұл өте қауіпті) … Мен шағын шыршаны шығысқа қостым (110в), себебі мен зертханадан мерекелік безендіруді алып тастамадым, сондықтан мен жобаны аяқтаған кезде болды.

Міне, дайын жүйенің суреттері, сонымен қатар бейне, сондықтан сіз оның жұмыс істеуін көре аласыз.

1 -қадам: Бұл қалай жұмыс істейді?

Алдымен мен нені және қалай өңдеу керектігін ойладым. Сондықтан мен бұл диаграмманы проекцияның әр бөлігін құруда маған бағыт -бағдар беру үшін карта ретінде салдым. Бұл қалай жұмыс істейтіні туралы қысқаша ақпарат.

• Алдымен бізге 10 ықтимал кірісті (0-9) 4 шығыс BCD (екілік кодталған ондық) кодына және кез келген түйме басылғанда бізге хабар беретін басқа шығысқа дешифрлау үшін схема қажет.
• Содан кейін біз екі сегментті дисплейдің дұрыс жұмыс істеуі үшін схеманы құруға тиіспіз, BCD нөмірі үшін 4 кірісі бар және әрине дисплейіміз үшін 7 шығысы бар, (мен IC 74LS47 қолдандым)
• Содан кейін әрбір басылған нөмірді сақтауға және дисплейлер арасында ауысуға арналған схема
• Сонымен қатар біздің пароль үшін ішкі жады
• Біздің құлыптың ошағы, салыстыру құралы (оның 8 биті, себебі дисплейде бір разрядта 4 бит бар, яғни егер сіз 4 таңбалы құлыпты жасағыңыз келсе, оның екеуі бір -бірімен байланысты болуы керек.) Бұл сізге айтады егер бізге дисплейдегі сандар ішкі жадта сақталған парольмен бірдей болса.
• Ақырында АШЫҚ немесе ЖАБУ сигналын белгісіз уақытқа сақтауға арналған схема және, әрине, шығыс (бұл сіздің құлыппен басқарғыңыз келетін нәрсе)

2 -қадам: материалдар

Міне, сізге қажет нәрсенің бәрі. ЕСКЕРТПЕ: Мен материалдардың көп бөлігін бейнемагнитофонның ескі тақтасынан алдым, сондықтан олар «ақысыз» болды, бұл произакты шынымен де арзан етеді. Барлығы мен шамамен 13 dll жұмсадым (IC-тің көп бөлігі 76 cnts, D-ff қоспағанда (шамамен 1.15), себебі менде IC жоқ, бірақ сіз оларды болашақтағы мүмкіндіктер үшін сақтай аласыз, олар үлкен инвестиция. Компоненттер:

• Бір бағытты байланыстар жасау үшін көптеген диодтар (шамамен 20).
• Бір NPN транзисторы (реле катушкасын жеткілікті токпен қамтамасыз ету үшін)
• Бір реле (қосылған құрылғыны басқару үшін)
• Бір қызыл жарық диоды (жүйе ҚҰЛЫПТАҒАНДЫ көрсетеді)
• 14 түйме
• Көптеген резисторлар (қарсылықтың маңызы жоқ, тек IC түйреуіштерін 1 немесе 0 [+ немесе -] етіп қою керек)
• 7 сегментті екі дисплей.
• Сым көп !!

Интегралды схемалар:

• BCD -ге DEC және компараторды құру үшін екі 7432 (НЕМЕСЕ ГАПТАР)
• Екі 7486 (XOR GATES) компаратордың жаны.
• Екі 7447 дисплей драйвері
• Төрт 74175 (4 D-FF)-әрқайсысы 4 бит сыйымдылығы бар жады.
• Дисплей селекторы мен АШЫҚ ЖАБУ сигналын ұстап тұру үшін бір 7476 (2 JK-FF).
• Дисплей селекторы үшін 7404 бір (GATE NOT) сағат импульсін айналдырады. (сіз NPN транзисторлық қондырғысын қолдана аласыз, себебі сізге тек бір қақпа қажет (ic 6).

Құралдар:

• 3 протокол тақтасы (https://kk.wikipedia.org/wiki/Breadboard)
• Қысқыштар
• Exacto пышағы
• 5В тұрақты ток көзі (тізбектерді беру)
• 12В тұрақты ток көзі (реле катушкасын береді)
• 120 В айнымалы ток көзі (құрылғыны шығысқа береді)

ЕСКЕРТПЕ: Мен шамамен 8 футтық сымды қолдандым, және қымбат протоборлы сымды сатып алу туралы кеңес беру үшін сіз 3 футтық Ethernet кабелін сатып ала аласыз, және сізде 8 немесе 9 сымдар болады, олардың әрқайсысының түсі әр түрлі болады. Ұзындығы 3 фут. (дәл мен осылай істеймін, өйткені қарапайым протобор сымы бір долларға шамамен 10 фут. Бірақ бір доллар үшін сіз 3,3 футтық Ethernet кабелін ала аласыз, сондықтан сіз шамамен 27-30 футқа жетесіз!

3 -қадам: BCD -ге көшу

Бірінші қадам - кіріс жүйесін құру, осылайша сіз құлыппен байланыса аласыз. Мен екі негізгі мақсатқа жету үшін келесі схеманы жасадым.

• (0-9) -дан 10 санның кез келгенін BCD (екілік) әріптесіне айналдырыңыз. (Іс жүзінде бұл үшін IC бар, бірақ мен жергілікті электронды дүкенге барған кезде ол қоймада болмады. бұл сізге көп уақыт пен қиындықты үнемдеуге мүмкіндік береді, бірақ менің ойымша, бұл қызықты)
• Түймешік басылған кезде анықтай алады.

Бірінші мәселені шешу үшін біз әр түймені басқан кезде қандай шығыс (ABCD) жоғары болатынын білу үшін осы ақиқат кестесін қарауымыз керек. DCBA] X 0 0 0 0] 0 0 0 0 1] 1 0 0 1 0] 2 0 0 1 1] 3 0 1 0 0] 4 0 1 0 1] 5 0 1 1 0] 6 0 1 1 1] 7 1 0 0 0] 8 1 0 0 1] 9 Міне, енді мен Дигиталға ұнайтын нәрсені қолдана бастадым … Бір нәрсені жасаудың көптеген жолдары бар…. Бұл математика сияқты, сіз 3-ке 1+2 қосуға немесе 4-1 немесе 3^1 субстрекциясына қол жеткізе аласыз. Басқаша айтқанда, сіз бір мақсатқа жету үшін көптеген түрлі схемалар құра аласыз, бұл біздің қазіргі тапсырманы жеңілдетеді. Мен бұл схеманы жасадым, себебі ол бірнеше IC -ді қолданды деп ойладым, бірақ сіз өзіңіз жасай аласыз! Енді мен білемін, кейбіреулері басын тырнап, мен неге сонша диодты қолданғанымды білуге тырысып жатырмын, бұл жерде жауап … Диодтар бір бағытты байланыс сияқты жұмыс істейді, сондықтан жұпта менің тізбегімдегідей болса, 1) кернеу «оң жағында» ол ток өткізеді, сондықтан бізде кернеу болады, бірақ егер теріс немесе жоқ кернеу (0) болса, ол ашық тізбек ретінде әрекет етеді. Бұл диодтардың әрекетін тексеруге мүмкіндік берейік, бірінші диод анодты (+) «Е» деп атаймыз, ал екінші диодты «F» және шығыс олардың қосылған катодтары «X» болады. EF] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 1 Сіз біздің OR қақпасынан гөрі мінез -құлқымыздың дәл солай екенін көре аласыз, содан кейін, неге тек диодтарды пайдаланбасаңыз, осылайша сіз одан да көп интегралды үнемдейсіз. Схемалар мен ақша?… Жауап қарапайым, және сіз оны ескеруіңіз керек, кернеу әр диодқа түседі. Әдетте бұл шамамен 0,65 В. Неге солай? Әр диодқа анод пен катод бойынша кемінде 0,6 В кернеуі қажет болғандықтан, оның қосылуы жақындауы мүмкін, сондықтан ол өткізуді бастайды. Басқаша айтқанда, сіз қосатын әр диод үшін және оның жұмысы бір уақытта 0,65 В жоғалады … Егер біз тек шамдарды қосатын болсақ, бұл үлкен проблема болмас еді, бірақ біз TTL IC -мен жұмыс жасаймыз, бұл бізге кем дегенде 2 В -тан көп қажет екенін білдіреді. Біз 5 вольттан бастаймыз. Бұл 5 диодты біріктіруді білдіреді. біздің тізбегімізде ақаулық туғызады (интегралды схема 0v мен 2v арасындағы айырмашылықты анықтай алмайды …) Сондықтан мен әр кірісте 2 диодтан артық қолданған емеспін … ЕСКЕРТПЕ: GND қосылған резисторды Әрбір OR Gate кірісі… Екінші мәселені шешу үшін мен әр ABCD мен 0 диодын қосып, оларды бір -бірімен байланыстырдым, сондықтан олардың кез келгені 1 болғанда, сізде «Пресс» (P) бойынша 1 болады. Енді қалғаны - оны тақтаға салу, немесе егер сіз көбірек орын үнемдегіңіз келсе, мен сияқты жасай аласыз, құрылыс қағазында тесіктер бұрғылап, диодтарды дәнекерлеп, түймелерді басыңыз … Егер сізге қажет болса. Логикалық Гейтс туралы қосымша ақпарат: https://www.allaboutcircuits.com/vol_4/chpt_3/1.html Егер сізге диодтар туралы қосымша ақпарат қажет болса:

4 -қадам: көрсетеді

Бұл қарапайым қадамдардың бірі, бізге жеті сегментті дисплейді басқару үшін ABCD кірістерін декодтау қажет … Бақытымызға орай, қазірдің өзінде логиканы, уақыт пен кеңістікті үнемдейтін интегралды схема бар.

Егер сіз жалпы анодтық дисплейді қолдансаңыз, сізге 7447 қажет болады.

Егер сіз жалпы катодты дисплейді қолдансаңыз, сізге 7448 қажет болады.

Сымдар бірдей, сондықтан сіз менің схемамды қолдана аласыз.

Әр IC үшін ABCD кірістері әр жадтың шығысынан келеді (біз келесі қадамда естеліктерді қарастырамыз)

5 -қадам: Есте сақтау

Бұл біз комбинациялық логикадан құпия логикаға ауысқанда болды … 4 биттік (ABCD) жады жасау үшін бізге әр бит үшін D-Flip Flop қажет, ал 74175-те бізде 4. Есіңізде болсын, әр сан ABCD -де көрсетілген, сондықтан әрбір 74175 бір нөмірді сақтай алады. D-flipflop қалай жұмыс істейтіні және ақпаратты қалай сақтайтыны туралы қосымша ақпарат алу үшін: https://kk.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#D_flip-flop Алғашқы екі есте сақтау құрылғысының енгізуі («D» деректері) біз DEC -тен BCD кодтаушысына бірінші қадамда құрдық. Бізде әрқайсысы сақтайтын ақпарат бар, бірақ олар оны қашан сақтайды? Әрине, біреуі бірінші басылған нөмірді, екіншісі екінші басылған нөмірді сақтайды … Сонымен, бұл әсерді қалай аламыз? JK басқа FF (флип -флоп) түрімен, егер J және K кірістері жоғары болса, ол шығулардың күйін толықтырады (теріске шығарады), басқаша айтқанда, бізде «Q» 1 болады. содан кейін қайтадан 0, содан кейін 1, содан кейін 0 және т.б. Бұл Q және Q - бұл естеліктерге арналған сағат (жаңа деректерді қашан сақтау керектігін айтады.) Бұл өзгеріс қашан енгізілетінін анықтайтын импульс - бұл «P», ол кез келген санды басқанда жоғары болады. ақпаратты уақытында сақтаңыз, бізге керісінше қажет болады, сондықтан біз мұнда ЕМЕС қақпасын қолданамыз. Басқаша айтқанда, біз түймені басқаннан кейін, jk ff шығысын өзгертеді, бірінші жады қосылады, ол деректерді сақтайды, содан кейін біз қайтадан басамыз және бірінші жадтың жазылу күйі өшеді, бірақ екінші жады жаңа деректерді сақтайды! Мен бұл кезде екі жадты (ABCD) 0 -ге қайтаратын және дисплей селекторын (jk ff) бірінші жадқа қайтаратын қалпына келтіру түймесін қостым. JK FF туралы қосымша ақпарат алу үшін: https://kk.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#JK_flip-flop Енді … неге маған төрт 74175 қажет дедім? Құпия сөзді сақтау үшін !! Резисторлары бар құпия сөзді GND немесе Vcc -ге орнату мүмкін болса да, бұл сіздің пароліңізді статикалық етеді және егер сіз құлыптауды ПХД -де жасасаңыз, оны өзгерту мүмкін болмайды. Сонымен, жады көмегімен сіз парольді сақтай аласыз және оны қалағаныңызша өзгерте аласыз. Кірістер біздің дисплей жадының шығысы болады, сондықтан оң импульс олардың сағатына жеткенде, сіз дисплейде қандай сандар болса да оны жеңе аласыз. (екеуі де естеліктер мен құпия сөз естеліктерінде бірдей ақпарат болады). Әрине, «жаңа құпия сөз» импульсі сіз дұрыс құпия сөзді енгізіп, құлыпты ашқан кезде ғана қол жетімді болады. Бізде барлығы 2 байт немесе 16 бит сыйымдылық болады!

6 -қадам: салыстыру

Бұл кезде біз басқан әрбір нөмірді бір дисплейде сақтай алатын және бұл ақпаратты парольдік жадқа көшіруге қабілетті жүйе бар … бізде әлі де маңызды, салыстырушы … екеуін салыстыратын бір схема жоқ (ABCD)) пароль естеліктерінің екеуімен (ABCD) дисплей естеліктері.. Тағы да, барлық лас жұмыстарды жасайтын TTL отбасынан IC бар, бірақ ол менің электронды дүкенімде жоқ. Сондықтан мен өзімнің үйімді салдым. Мен мұны қалай істегенімді түсіну үшін XOR ақиқаттық кестесін қарастырайық A a] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 0 A мен a мәндері бірдей болған кезде шығыс төмен болатынын ескеріңіз (0). Егер олар әр түрлі болса, бізде 1 болады. Яғни бір XOR Gate көмегімен дисплей жады мен парольдік жадтың екіншісін 2 битпен салыстыруға болады. Осының негізінде мен келесі схеманы құрдым, есіңізде болсын, сіз оны өзіңіз құра аласыз, себебі сандық электроникада бір жауапқа жетудің көптеген жолдары бар. Бұл схема дисплей жадының 8 битін алады (XOR үшін бір бит, себебі басқа енгізу құпия сөз жадымен бірге қолданылуы керек) және құпия сөз естеліктерінің 8 биті (ол 1 байтты салыстыру құралы). Және бір ғана өнім шығарады. егер және дисплей жадының екеуі де ақпарат құпия сөздегі ақпаратпен бірдей болса, бізде (0) төмен шығыс болады. Басқаша айтқанда, егер есте сақтаудың екі жиынтығындағы ақпарат әр түрлі болса, тіпті 1 бит болса да, шығыс жоғары болады (1).

7 -қадам: Ашу/жабу

Ақырында, соңғы бөлім, біз аяқталуға жақын! Көп ұзамай сіз кез келген құрылғыны құлыптай аласыз немесе кез келген қоршауды электрлендіре аласыз, (өтінемін!) Енді біз соңғы ақпаратты алып, оны басу түймесімен үземіз, сондықтан егер біреу кездейсоқ дұрыс пароль жазса, құлып ашылмайды. (мен бұл батырманы «енгізу» деп атадым, өте ақылды, иә!) Ал енгізу түймесінен кейін RS ысырмасы келеді, егер құрылғыда 0 болса, Q' -ты 1 -ге айналдыра алатын бір құрылғы R енгізіңіз және оны сақтаңыз, ал егер S кірісте 0 болса, Q -ден 1 -ге дейін. RS ысырмасы туралы қосымша ақпарат алу үшін: https://kk.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#SR_flip-flops Мен «Q» сигналын қызыл түске қосылдым немесе басқарылатын құрылғы ӨШІРІЛДІ. Ал «Q´» транзисторға, ол релені басқарылатын құрылғыны қосып, оны айналдыру үшін ток күшімен қамтамасыз етеді. «Q´» басу батырмасына қосылды (мен оны жаңа себептермен жаңа құпия сөз түймесі деп атадым), сондықтан сіз оны басқан кезде сіз Q´ пен пароль жадысының сағаттық кірісі арасындағы тізбекті жабасыз. Егер Q´ төмен болса (жүйе құлыпталған), түйме басылғанда құпия сөз жадында ештеңе өзгермейді, бірақ егер ол жоғары болса (жүйе ашық) сағат іске қосылады және пароль естеліктері дисплей жадындағы ақпаратты көшіреді. құпия сөз). Резисторды GND мен батырмасына (құлыптау түймесіне) және сол жерден S кірісіне жалғады, сондықтан оны басқан сайын сіз жүйені құлыптайсыз. Мен RS -флип -флопты осы мақсатта сатып алар едім, бірақ менде 7476 -дан әлі де бір JK фф қалды. Ал R және S кірістері сәйкес келмейтіндіктен, бізге сағат туралы алаңдаудың қажеті жоқ. Рөлді айнымалы токқа қосқан кезде абай болыңыз, жеткілікті оқшаулағыш таспаны қолданыңыз. Жүздеген вольтпен жұмыс жасағанда қысқа тұйықталуды қаламайсыз! Бірге сөйлескеннен кейін … біз аяқтадық !!! Қандай да бір мәселені немесе қатені байқасаңыз, оны шешуге күмәнданбаңыз. Мен көмектесуге осындамын. Жақсы құлып, демекші, бұл құлыпқа сәттілік.