İkili Kalkulyator: 11 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Baxış:

20 -ci əsrdə məntiq qapısının ilk icadından bəri, bu cür elektronikanın davamlı inkişafı baş verdi və indi bir çox fərqli tətbiqdə ən sadə, lakin əsaslı əhəmiyyətli elektron komponentlərindən biridir. İkili Kalkulyator müxtəlif məntiq qapılarından istifadə edərək birdən çox biti daxil edə və toplama və toplama əməliyyatlarını hesablaya biləcək.

Məqsəd:

Boolean məntiqi, qapıları və elektronikanın əsas fikirlərini təmin etmək. Məntiq qapıları və ikili sistemlərin istifadəsi ilə tanış olmaq. 4 bitlik iki ədədin toplanmasını və çıxılmasını hesablamaq

Hədəf auditoriyası:

Həvəskar, həvəsli lisey şagirdləri, kollec və ya universitet tələbələri.

Təchizat

İstifadə olunan komponentlər*:

4 x 74LS08 TTL Quad 2 girişli və qapıları PID: 7243

4 x 4070 Quad 2 girişli XOR qapıları PID: 7221

4 x 74LS32 Quad 2 girişli OR qapıları PID: 7250

2 x 74LS04 Hex çevirici qapıları PID: 7241

1 x Breadbooard PID: 10700

22 AWG, Qatı Nüvəli Tellər PID: 224900

8 x 1w 1k Rezistorlar PID: 9190

8 x ¼w 560 Resistor PID: 91447 (kifayət qədər 1k rezistor varsa lazım deyil)

4 x DIP Switch PID: 367

1 x 5V 1A Güc Adaptoru Cen+ PID: 1453 (*Yüksək Amper və ya Mərkəz - hər ikisi də istifadə edilə bilər)

5 x LED 5mm, Sarı PID: 551 (Rəng əlaqəsizdir)

5 x LED 5mm, Yaşıl PID: 550 (Rəng əhəmiyyətsizdir)

1 x 2.1mm Jack to Two Terminal PID: 210272 (#210286 əvəz edə bilər)

4 x 8 pinli IC Soket PID: 2563

İsteğe bağlı:

Rəqəmsal Multimetr PID: 10924

Tornavida PID: 102240

Cımbız, Açı İpucu PID: 1096

Plier, PID: 10457 (şiddətlə tövsiyə olunur)

*Yuxarıda sadalanan bütün nömrələr Lee -nin Elektron Komponentlərinin məhsul identifikatoruna uyğundur

Addım 1: Güc Təchizatını (Adder) qurun

*Adder nədir ???

Bütün dövrəni bir barel jakı enerji təchizatı ilə işlədəcəyimiz üçün, pozitiv və zəmini ayırmaq lazımdır. Diqqət yetirin ki, mərkəzin müsbət enerji təchizatı ilə işləyirik (+ içəridə və xaricində), buna görə + pozitiv olaraq çıxmalıdır (bu halda QIRMIZI) və - torpaqlanmalıdır (Qara).

Əsas elektrik rayını şaquli rayların hər birinə bağlayın. IC çipləri hər yerə tel keçmədən asanlıqla işləyə bilər.

Addım 2: DIP Switch (Adder) qurun

Lövhənin möhkəm yapışmasını təmin etmək üçün 8-pinli IC yuvasının üstünə iki 4 mövqe açma açarı qoyulur və sonra elektrik rayının altına yerləşdirilir. Keçidin digər tərəfində ixtiyari dəyər rezistorları yerləşdirəcəyik* (1k və iki 560 seriyasından istifadə etdim)

Addım 3: Bu Rezistorlar Nə üçündür?

Quruluşdan asılı olaraq onlara "Pull-Up" və ya "Pull-Down" rezistorları deyilir.

Bu rezistorları "Üzən təsir" adlanan bir şeyə görə istifadə edirik.

Sağ üstdəki şəkildəki kimi, keçid bağlandıqda cərəyan heç bir problem olmadan axır. Ancaq açar açılarsa, girişin vəziyyəti müəyyən etmək üçün kifayət qədər gərginliyə malik olub olmadığını söyləmək fikrimiz yoxdur və bu təsirə "Üzən Təsir" deyilir. Məntiq vəziyyətləri, bir məntiq 0 olaraq qəbul edilən bir səviyyədən aşağı hər hansı bir gərginliyə malik iki gərginlik səviyyəsi ilə təmsil olunur və başqa bir səviyyədən yuxarı olan hər hansı bir gərginlik məntiq 1 olaraq qəbul edilir, ancaq pin özü statik səbəbindən giriş məntiqinin 1 və ya 0 olub olmadığını deyə bilməz. və ya ətrafdakı səslər.

Üzən effektin qarşısını almaq üçün soldakı diaqram kimi yuxarıya və ya aşağıya dirənişlərdən istifadə edirik.

Addım 4: Məntiq qapılarını qurun (Adder)

XOR, AND, OR, XOR və AND qapılarını yerləşdirin (4070, 74LS08, 74LS32, 4070 və 74LS08). Məntiq çiplərini aktivləşdirmək üçün hər bir çipin 14 -cü pinini pozitiv relsə, 7 -ci pilləni isə yer rayı ilə bağlayın.

Addım 5: Məntiq qapılarını bağlayın (Adder)

Şematik və uyğun məlumat cədvəlinə əsaslanaraq qapıları müvafiq olaraq tel edin. İlk giriş daşıma bitinin sıfır olduğunu qeyd etmək vacibdir, beləliklə sadəcə əsaslandırıla bilər.

4 bitlik bir ƏLAVƏ etdiyimiz üçün, son vahidə çatana qədər çıxış daşıyıcısı ardıcıl olaraq digər FULL ADDER-in giriş daşıyıcısına veriləcək.

*Nəzərə alın ki, OR qapısındakı pin 8 -dəki əlavə LED, son CARRY bitini təmsil edir. Yalnız 4 bitlik iki ədədin cəmi 4 bitlə təmsil oluna bilməyəndə işıqlanacaq

Addım 6: Çıxış (Adder) üçün LEDləri qurun

İlk FULL ADDER -in çıxış biti, çıxan nəticənin LSB (Ən Az Əhəmiyyətli Bit) olaraq birbaşa bağlanacaq.

İkinci FULL ADDER -in çıxış biti, nəticənin sağından ikinci bitə bağlanacaq və s.

*Aşağı çəkmək üçün istifadə etdiyimiz standart ¼ watt rezistorlardan fərqli olaraq, LEDlər polarizasiya olunmuş komponentdir və elektron axınının istiqaməti vacibdir (çünki onlar dioddur). Buna görə, LED -in uzun ayağını gücə bağlayacağımızı və qısasını yerə bağladığımızı təmin etmək vacibdir.

Nəhayət, son CARRY biti OR qapısının 8 pininə bağlıdır. Bu, MSB-dən (Ən Əhəmiyyətli Bit) olan yükü təmsil edir və hər iki 4 bitlik ikili ədədləri hesablamağa imkan verəcəkdir.

(yalnız hesablanmış çıxış ikili olaraq 1111 -dən çox olduqda yanacaq)

Addım 7: Güc Təchizatını Qurun (Çıxarıcı)

*Subtractor nədir

SUBTRACTOR -u işə salmaq üçün eyni enerji təchizatı istifadə edilə bilər.

Addım 8: DIP Switch qurun

Adder ilə eyni.

Addım 9: Məntiq qapılarını qurun (çıxarıcı)

Bənzər bir yanaşma təqib edilə bilsə də, çıxarıcılar AND qapısına qidalanmadan əvvəl NOT qapısının istifadə edilməsini tələb edir. Beləliklə, bu vəziyyətdə XOR, NOT, AND, OR, XOR, NOT və AND (4070, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 4070, 74LS04 və 74LS08) yerləşdirdim.

Uzunluğu 63 çuxur olan standart ölçülü çörək taxtasının məhdudlaşdırılması səbəbindən VE üstə bağlanır.

ADDER üçün etdiyimiz kimi, çipləri aktivləşdirmək üçün məntiq çiplərinin 14 pinini pozitiv relsə və pin 7 -ni yerə bağlayın.

Addım 10: Məntiq qapılarını bağlayın (çıxarıcı)

Şematik və uyğun məlumat cədvəlinə əsaslanaraq qapıları müvafiq olaraq tel edin. İlk giriş borcunun sıfır olduğunu qeyd etmək vacibdir, buna görə də sadəcə əsaslandırıla bilər.

4 bitlik SUBTRACTOR hazırladığımız üçün, son boruya çatana qədər çıxış borusu digər SUBTRACTOR-un giriş borcuna davamlı olaraq veriləcəkdir.

*Nəzərə alın ki, OR qapısındakı pin 8 -də əlavə LED son borc bitini təmsil edir. Yalnız 4 bitlik iki ədədin çıxarılması mənfi rəqəmi göstərdikdə yanacaq.

Addım 11: Çıxış üçün LEDləri qurun

İlk SUBTRACTOR -dan alınan çıxış biti, çıxan nəticənin LSB (Ən Az Əhəmiyyətli Bit) olaraq birbaşa bağlanacaq.

İkinci SUBTRACTOR -un çıxış biti, nəticənin sağından ikinci bitə bağlanacaq və s.

Nəhayət, son BORROW biti OR qapısının 8 pininə bağlıdır. Hansı minuend MSB BORROW təmsil edir. Bu LED yalnız Subtrahend Minuend -dən böyük olduqda açılır. İkili hesabladığımız üçün mənfi işarəsi yoxdur; beləliklə, mənfi ədəd 2 -nin müsbət formasını tamamlayaraq hesablanacaq. Bu şəkildə hər hansı iki 4 bitlik ədədin çıxarılması edilə bilər.