ორობითი კალკულატორი: 11 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

მიმოხილვა:

მე -20 საუკუნეში ლოგიკური კარიბჭის პირველი გამოგონების შემდეგ, ასეთი ელექტრონიკის მუდმივი განვითარება მოხდა და ის არის ერთ -ერთი ყველაზე მარტივი, მაგრამ ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანი ელექტრონული კომპონენტი სხვადასხვა პროგრამებში. ორობითი გამომთვლელი შეძლებს მრავალი ბიტის შეყვანას და გამოთვლის შეჯამება და გამოკლება სხვადასხვა ლოგიკური კარიბჭის გამოყენებით

მიზანი:

ლოგიკური ლოგიკის, კარიბჭისა და ელექტრონიკის ფუნდამენტური იდეების უზრუნველყოფა. ლოგიკური კარიბჭეების და ორობითი სისტემების გამოყენების გაცნობა. ორი 4 ბიტიანი რიცხვის შეჯამება და გამოკლება

Სამიზნე აუდიტორია:

ჰობისტი, ენთუზიაზმით სავსე სკოლის მოსწავლეები, კოლეჯის ან უნივერსიტეტის სტუდენტები.

მარაგები

გამოყენებული კომპონენტები*:

4 x 74LS08 TTL Quad 2-input AND კარიბჭე PID: 7243

4 x 4070 Quad 2-input XOR კარიბჭე PID: 7221

4 x 74LS32 Quad 2-input or კარიბჭე PID: 7250

2 x 74LS04 Hex ინვერტორული კარიბჭე PID: 7241

1 x BreadBoard PID: 10700

22 AWG, მყარი ძირითადი მავთულები PID: 224900

8 x ¼w 1k რეზისტორები PID: 9190

8 x ¼w 560 რეზისტორი PID: 91447 (არ არის საჭირო, თუ საკმარისია 1k რეზისტორი)

4 x DIP გადამრთველი PID: 367

1 x 5V 1A დენის ადაპტერი Cen+ PID: 1453 (*უმაღლესი ამპერაჟი ან ცენტრი - ორივე შეიძლება გამოყენებულ იქნას)

5 x LED 5 მმ, ყვითელი PID: 551 (ფერი შეუსაბამოა)

5 x LED 5 მმ, მწვანე PID: 550 (ფერი შეუსაბამოა)

1 x 2.1 მმ ჯეკი ორ ტერმინალზე PID: 210272 (#210286 შეიძლება შეიცვალოს)

4 x 8 პინიანი IC სოკეტი PID: 2563

სურვილისამებრ:

ციფრული მულტიმეტრი PID: 10924

ხრახნიანი PID: 102240

პინცეტი, კუთხის რჩევა PID: 1096

Plier, PID: 10457 (მკაცრად რეკომენდირებული)

*ყველა ზემოთ ჩამოთვლილი ნომერი შეესაბამება ლის ელექტრონული კომპონენტების პროდუქტის ID- ს

ნაბიჯი 1: დენის წყაროს დაყენება (ადდერი)

*რა არის ადდერი ???

ვინაიდან ჩვენ ვაპირებთ მთელი წრედის ენერგიის მიწოდებას ლულის ჯეკის კვების წყაროს გამოყენებით, ჩვენ დაგვჭირდება პოზიტიური და მიწიერი გამიჯვნა. გაითვალისწინეთ, რომ ჩვენ ვმუშაობთ ცენტრის პოზიტიური დენის წყაროსთან (+ შიგნით და გარეთ), ამიტომ + უნდა გამოვიდეს როგორც პოზიტიური (ამ შემთხვევაში წითელი) და - უნდა იყოს დაფქული (შავი).

შეაერთეთ მთავარი დენის რკინიგზა თითოეულ ვერტიკალურ რელსთან. ისე, რომ IC ჩიპები ადვილად იკვებება ყველგან მავთულის გარეშე.

ნაბიჯი 2: დააყენეთ DIP გადამრთველი (Adder)

ორი 4-პოზიციური ამომრთველი მოთავსებულია 8-პინიანი IC სოკეტის თავზე, რათა უზრუნველყოს დაფის მყარი შეჭიდება და შემდეგ ის მოთავსებულია დენის რელსის ქვეშ. გადართვის მეორე მხარეს, ჩვენ ვაპირებთ განვათავსოთ თვითნებური მნიშვნელობის რეზისტორები* (მე გამოვიყენე 1k და ორი 560 სერიაში)

ნაბიჯი 3: რისთვის არის ეს რეზისტორები ???

მათ უწოდებენ "Pull-Up" ან "Pull-Down" რეზისტორებს დაყენებიდან გამომდინარე.

ჩვენ ვიყენებთ ამ რეზისტორებს იმის გამო, რასაც ჰქვია "მცურავი ეფექტი".

სურათის მსგავსად, მარჯვნივ, როდესაც გადამრთველი დახურულია, მიმდინარე უპრობლემოდ მიედინება. თუმცა, თუ გადამრთველი გაიხსნა, ჩვენ არ გვაქვს იდეა გითხრათ აქვს თუ არა შეყვანის საკმარისი ძაბვა მდგომარეობის დასადგენად და ამ ეფექტს ეწოდება "მცურავი ეფექტი". ლოგიკური მდგომარეობები წარმოდგენილია ორი ძაბვის დონით, რომელთაგან ნებისმიერი ძაბვა ერთ დონეზე დაბლა განიხილება როგორც ლოგიკა 0, და ნებისმიერი ძაბვა სხვა დონეზე მაღლა განიხილება როგორც ლოგიკა 1, მაგრამ პინი თავისთავად ვერ ცნობს სტატიკების გამო 1 ან 0 შეყვანის ლოგიკას შორის ან მიმდებარე ხმები.

მცურავი ეფექტის თავიდან ასაცილებლად, ჩვენ ვიყენებთ გამწევ ან ქვემოთ მდგარ რეზისტორებს, როგორიცაა დიაგრამა მარცხნივ.

ნაბიჯი 4: დააყენეთ ლოგიკური კარიბჭე (ადდერი)

მოათავსეთ შესაბამისად XOR, AND, OR, XOR და AND კარიბჭეები (4070, 74LS08, 74LS32, 4070 და 74LS08). შეაერთეთ თითოეული ჩიპის პინი 14 დადებით სარკინიგზო ხაზთან და პინ 7 მიწასთან, რათა გააქტიუროთ ლოგიკური ჩიპები.

ნაბიჯი 5: შეაერთეთ ლოგიკური კარიბჭე (ადდერი)

სქემატური და შესაბამისი მონაცემთა ცხრილის საფუძველზე, მიაკარით კარიბჭე შესაბამისად. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ პირველი შეყვანის ბიტი არის ნულოვანი, ამიტომ ის შეიძლება უბრალოდ დასაბუთებული იყოს.

იმის გამო, რომ ჩვენ ვაკეთებთ 4-ბიტიან ADDER- ს, გამომავალი გადატანა თანმიმდევრულად იკვებება სხვა FULL ADDER- ის შესასვლელ ტვირთზე, სანამ ბოლო ერთეულამდე არ მივალთ.

*გაითვალისწინეთ, რომ დამატებით LED პინ 8 -ზე OR კარიბჭეზე წარმოადგენს ბოლო CARRY ბიტს. ის მხოლოდ მაშინ განათდება, როდესაც ორი 4 ბიტიანი რიცხვის ჯამი აღარ იქნება წარმოდგენილი 4 ბიტიანი

ნაბიჯი 6: განათება LED- ები გამომავალი (Adder)

პირველი FULL ADDER- ის გამომავალი ბიტი პირდაპირ იქნება დაკავშირებული როგორც გამომავალი LSB (უმნიშვნელო მნიშვნელოვანი ბიტი).

მეორე FULL ADDER- ის გამომავალი ბიტი იქნება დაკავშირებული მეორე ბიტამდე შედეგად მიღებული გამომავალიდან და ასე შემდეგ.

*სტანდარტული att ვატიანი რეზისტორებისგან განსხვავებით, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ დასაწევად, LED- ები პოლარიზებული კომპონენტია და ელექტრონების ნაკადის მიმართულება მნიშვნელოვანია (რადგან ისინი დიოდებია). აქედან გამომდინარე, მნიშვნელოვანია დავრწმუნდეთ, რომ ჩვენ LED- ის უფრო ხანგრძლივ ფეხს ვუერთებთ ძალას და მოკლედ მიწას.

დაბოლოს, საბოლოო CARRY ბიტი უკავშირდება OR კარიბჭის 8 პინს. რაც წარმოადგენს MSB– ს (ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიტი) გადატანას და ის მოგვცემს საშუალებას გამოვთვალოთ ნებისმიერი ორი 4 – ბიტიანი ორობითი რიცხვი.

(ის განათდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ გამოთვლილი გამომუშავება აღემატება 1111 -ს ორობითი მნიშვნელობით)

ნაბიჯი 7: დენის წყაროს დაყენება (ქვეკრავი)

*რა არის გამოკლება

იგივე კვების წყარო შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუბტრაქტორის გასაძლიერებლად.

ნაბიჯი 8: დააყენეთ DIP გადამრთველი

იგივე როგორც ადდერი.

ნაბიჯი 9: ლოგიკური კარიბჭის დაყენება (ქვეკრავი)

მიუხედავად იმისა, რომ მსგავსი მიდგომის დაცვაა შესაძლებელი, გამომკრები მოითხოვს NOT კარიბჭის გამოყენებას AND კარიბჭემდე შესანახად. ამრიგად, ამ შემთხვევაში, მე მოვათავსე XOR, NOT, AND, OR, XOR, NOT და AND შესაბამისად (4070, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 4070, 74LS04 და 74LS08).

სტანდარტული ზომის პურის დაფის შეზღუდვის გამო, რომელსაც აქვს 63 ხვრელი, AND უკავშირდება თავზე.

როგორც ჩვენ გავაკეთეთ ADDER, შეაერთეთ ლოგიკური ჩიპების პინ 14 პოზიტიურ სარკინიგზო ხაზთან და პინ 7 მიწასთან ჩიპების გასააქტიურებლად.

ნაბიჯი 10: შეაერთეთ ლოგიკური კარიბჭე (გამომყვანი)

სქემატური და შესაბამისი მონაცემთა ცხრილის საფუძველზე, მიაკარით კარიბჭე შესაბამისად. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ სესხის პირველი შეყვანის ბიტი არის ნულოვანი, ამიტომ ის შეიძლება უბრალოდ დასაბუთებული იყოს.

იმის გამო, რომ ჩვენ ვქმნით 4-ბიტიან SUBTRACTOR- ს, გამომავალი სესხი თანმიმდევრულად იკვებება სხვა SUBTRACTOR- ის შემავალი სესხით, სანამ ბოლო ერთეულამდე არ მივალთ.

*გაითვალისწინეთ, რომ დამატებით LED პინ 8 -ზე OR კარიბჭეზე წარმოადგენს ბოლო სესხის ბიტს. ის მხოლოდ მაშინ განათდება, როდესაც ორი 4 ბიტიანი რიცხვის გამოკლება წარმოადგენს უარყოფით რიცხვს.

ნაბიჯი 11: დააყენეთ LEDS გამოყვანისთვის

პირველი SUBTRACTOR– ის გამომავალი ბიტი პირდაპირ იქნება მიერთებული, როგორც გამომავალი LSB (უმნიშვნელო მნიშვნელოვანი ბიტი).

მეორე სუბტრაქტორიდან გამომავალი ბიტი იქნება მიმაგრებული მეორე ბიტამდე შედეგად გამომავალიდან და ა.შ.

დაბოლოს, ბოლო BORROW ბიტი უკავშირდება OR კარიბჭის 8 პინს. რაც წარმოადგენს BROROW- ს MSB of minuend. ეს LED ჩართულია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ Subtrahend უფრო დიდია ვიდრე Minuend. ვინაიდან ჩვენ ვთვლით ორობითი ფორმით, უარყოფითი ნიშანი არ არსებობს; ამრიგად, უარყოფითი რიცხვი გამოითვლება მისი დადებითი ფორმის 2 -ის დამატებით. ამ გზით, ნებისმიერი 4-ბიტიანი რიცხვის გამოკლება შეიძლება გაკეთდეს.