Llogaritësi binar: 11 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Përmbledhje:

Që nga shpikja e parë e portës logjike në shekullin e 20 -të, zhvillimi i vazhdueshëm i elektronikës së tillë ka ndodhur dhe tani është një nga komponentët elektronikë më të thjeshtë por thelbësisht të rëndësishëm në shumë aplikime të ndryshme. Llogaritësi Binar do të jetë në gjendje të marrë pjesë të shumta si hyrje dhe të llogarisë përmbledhjen dhe zbritjen duke përdorur porta të ndryshme logjike

Objektiv:

Për të siguruar ide themelore të logjikës Boolean, portave dhe elektronikës. Për të fituar familjaritet me përdorimin e portave logjike dhe sistemeve binare. Të njehsojë përmbledhjen dhe zbritjen e dy numrave 4-bitësh

Publiku i synuar:

Hobistë, Gjimnazistë entuziastë, studentë të Kolegjit ose Universitetit.

Furnizimet

Komponentët e përdorur*:

4 x 74LS08 TTL Quad 2-hyrëse dhe porta PID: 7243

4 x 4070 Porta XOR me dy hyrje PID: 7221

4 x 74LS32 Quad 2-hyrëse ose porta PID: 7250

2 x 74LS04 Porta Hex Inverter PID: 7241

1 x PID i BreadBoard: 10700

22 AWG, Tela me Ngurta PID PID: 224900

8 x ¼w 1k Rezistorë PID: 9190

8 x ¼w 560 Rezistori PID: 91447 (nuk nevojitet nëse ka mjaft rezistenca 1k)

4 x DIP Switch PID: 367

1 x 5V 1A Përshtatës i energjisë Cen+ PID: 1453 (*Amperazh ose qendër më e lartë - mund të përdoren të dyja)

5 x LED 5mm, PID i verdhë: 551 (Ngjyra është e parëndësishme)

5 x LED 5mm, PID e gjelbër: 550 (Ngjyra është e parëndësishme)

1 x 2.1mm Jack për dy terminale PID: 210272 (#210286 mund të zëvendësojë)

Socket IC 4 x 8-pin PID: 2563

Opsionale:

Multimetri dixhital PID: 10924

Kaçavidë PID: 102240

Piskatore, Këshillë për Këndin PID: 1096

Plier, PID: 10457 (Rekomanduar fort)

*Të gjithë numrat e listuar më sipër korrespondojnë me ID -në e produktit të Komponentëve Elektronikë të Lee

Hapi 1: Vendosni Furnizimin me Energji (Adder)

*Çfarë është një Adder ???

Meqenëse ne do të fuqizojmë të gjithë qarkun duke përdorur një furnizim me energji të folesë së fuçisë, do të na duhet të ndajmë pozitën dhe tokën. Vini re se ne po punojmë me qendrën e furnizimit me energji pozitive (+ brenda dhe - jashtë), prandaj + duhet të dalë si pozitive (në këtë rast KUQ) dhe - duhet të jetë e tokëzuar (E zezë).

Lidhni hekurudhën kryesore të energjisë me secilën prej shinave vertikale. Kështu që patate të skuqura IC lehtë mund të mundësohen pa tela që shkojnë kudo.

Hapi 2: Vendosni çelësin DIP (Adder)

Dy ndërprerës të zhytjes me 4 pozicione vendosen në majë të prizës IC me 8 kunja për të siguruar mbërthimin e fortë të bordit dhe pastaj vendoset nën shinën e energjisë. Në anën tjetër të ndërprerësit, ne do të vendosim rezistorë me vlerë arbitrare* (kam përdorur 1k dhe dy 560 në seri)

Hapi 3: Për çfarë janë këto rezistente ???

Ato quhen rezistenca "Tërheq-Poshtë" ose "Tërheq-Poshtë" në varësi të konfigurimit.

Ne po i përdorim këta rezistorë për shkak të diçkaje të quajtur "Efekti lundrues".

Ashtu si fotografia në të djathtën e sipërme, kur çelësi është i mbyllur, rryma rrjedh pa problem. Sidoqoftë, nëse çelësi është i hapur, ne nuk kemi ide të themi nëse hyrja ka tensione të mjaftueshme për të përcaktuar gjendjen dhe ky efekt quhet "Efekti lundrues". Gjendjet logjike përfaqësohen nga dy nivele të tensionit me çdo tension nën një nivel që konsiderohet si një logjikë 0, dhe çdo tension mbi një nivel tjetër konsiderohet si logjikë 1, por kunja në vetvete nuk mund të tregojë nëse logjika e hyrjes është 1 ose 0 për shkak të statikës ose zhurmat përreth.

Për të parandaluar efektin lundrues, ne përdorim rezistorë tërheqës ose ulës si diagrami në të majtë.

Hapi 4: Vendosni Portat Logjike (Adder)

Vendosni përkatësisht portat XOR, AND, OR, XOR, AND (4070, 74LS08, 74LS32, 4070 dhe 74LS08). Lidhni kunjin 14 të secilit çip në shinën pozitive dhe kunjin 7 në shinën tokësore për të aktivizuar patate të skuqura logjike.

Hapi 5: Lidhni Portat Logjike (Adder)

Bazuar në fletën e të dhënave skematike dhe të përshtatshme, lidhni portat në përputhje me rrethanat. Importantshtë e rëndësishme të vërehet se biti i parë i bartjes së hyrjes është zero, kështu që ai thjesht mund të bazohet.

Për shkak se ne po bëjmë një ADDER 4-bit, bartja e daljes do të ushqehet vazhdimisht me bartjen hyrëse të ADDER-it tjetër FULL derisa të arrijmë në njësinë e fundit.

*Vini re se LED shtesë në pin 8 në portën OR përfaqëson bitin e fundit të CARRY. Do të ndriçohet vetëm kur përmbledhja e dy numrave 4-bit nuk mund të përfaqësohet më me 4-bit

Hapi 6: Vendosni LED për daljen (Adder)

Bit -i i daljes nga ADDER -i i parë i plotë do të lidhet drejtpërdrejt si LSB (Bit më i Rëndësishëm) i prodhimit që rezulton.

Bit -i i daljes nga ADDER -i i FULL i dytë do të lidhet me bit -in e dytë nga e djathta e daljes që rezulton, e kështu me radhë.

*Ndryshe nga rezistencat standarde ¼ vat që ne përdorim për të zbritur, LED-të janë përbërës të polarizuar dhe drejtimi i rrjedhës së elektroneve ka rëndësi (sepse ato janë dioda). Prandaj, është e rëndësishme të sigurohet që ne e lidhim këmbën më të gjatë të LED që do të lidhet me fuqinë dhe më të shkurtër në tokë.

Së fundmi, biti përfundimtar i CARRY është i lidhur me kunjin 8 të portës OR. E cila përfaqëson bartjen nga MSB (Bitu më i rëndësishëm) dhe do të na lejojë të llogarisim çdo dy numra binarë 4-bit.

(do të ndizet vetëm nëse dalja e llogaritur tejkalon 1111 në binar)

Hapi 7: Vendosni Furnizimin me Energji (Zbritës)

*Çfarë është një zbritës

I njëjti furnizim me energji mund të përdoret për të ndezur SUBTRACTOR.

Hapi 8: Vendosni çelësin DIP

Njësoj si Adder.

Hapi 9: Vendosni Portat Logjike (Zbritës)

Megjithëse një qasje e ngjashme mund të ndiqet, zbritësit kërkojnë që një portë NUK të përdoret para se të ushqehet me portën AND. Kështu, në këtë rast, kam vendosur përkatësisht XOR, JO, DHE, OR, XOR, JO dhe AND (4070, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 4070, 74LS04 dhe 74LS08).

Për shkak të kufizimit të bordit të madhësisë standarde që ka një gjatësi prej 63 vrimash, AND është e lidhur në krye.

Siç bëmë për ADDER, lidhni kunjin 14 të patate të skuqura logjike në shinën pozitive dhe kunjin 7 në tokë për të aktivizuar patate të skuqura.

Hapi 10: Tela Logic Gates (Subtractor)

Bazuar në fletën e të dhënave skematike dhe të përshtatshme, lidhni portat në përputhje me rrethanat. Importantshtë e rëndësishme të vërehet se biti i parë i huasë hyrëse është zero, kështu që thjesht mund të bazohet.

Për shkak se ne po krijojmë një NDTRTIMTAR 4-bit, huazimi i daljes do të ushqehet vazhdimisht me huanë hyrëse të NUBNDRRTIMTARIT tjetër derisa të arrijmë në njësinë e fundit.

*Vini re se LED shtesë në pin 8 në portën OR përfaqëson bitin e fundit të huazimit. Do të ndriçohet vetëm kur zbritja e dy numrave 4-bit paraqet numrin negativ.

Hapi 11: Vendosni LEDS për daljen

Bit -i i daljes nga NBTRTYESA e parë do të lidhet drejtpërdrejt si LSB (Bit më i Rëndësishëm) i prodhimit që rezulton.

Biti i daljes nga NUBNDRRTIMTARI i dytë do të lidhet me bitin e dytë nga e djathta e daljes që rezulton, e kështu me radhë.

Së fundmi, biti përfundimtar i HYRJES është i lidhur me kunjin 8 të portës OR. Që përfaqëson HYRJEN në MSB të minuend. Ky LED ndizet vetëm nëse Subtrahend është më i madh se Minuend. Meqenëse ne jemi duke llogaritur në binar, shenja negative nuk ekziston; kështu, numri negativ do të llogaritet në plotësuesin 2 të formës së tij pozitive. Në këtë mënyrë, mund të bëhet zbritja e çdo dy numrave 4-bit.