Bëni një portë XOR nga transistorët: 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:18

OR portat janë shumë të dobishme, por ato kanë një veçori të çuditshme që mund të funksionojë mirë, por në aplikime të caktuara mund të shkaktojë probleme. Ky është fakti që nëse të dy hyrjet janë një, atëherë dalja është gjithashtu një. Nëse do të kishim një aplikacion ku nuk e donim këtë, ndoshta po ndërtonim një shtues, do të përdornim diçka të quajtur Exclusive Or Gate, e cila shkurtohet XOR ose EOR.

Hapi 1: Dizajni

Një mënyrë për të arritur sjelljen XOR është të marrësh një portë të rregullt OR, pastaj të merresh me rastin kur të dy inputet janë pozitive. Nëse lidhim një portë AND me hyrjet, mund të marrim një sinjal kur të shfaqet ai rast. Ne mund ta marrim atë sinjal, ta përmbysim, pastaj ta lidhim atë dhe daljen e portës OR me një portë tjetër AND. Kjo do ta bëjë atë sa herë që nuk është rasti që të dy hyrjet janë të ndezura, porta OR thjesht do të kalojë përmes portës së dytë AND, por kur të dy hyrjet të shkojnë lart, porta e parë AND do të mbyll portën e dytë AND dhe do të mbajë dalja fiket pavarësisht nga gjendja e portës OR.

Një rregullim që përfundova duke bërë në qarkun përfundimtar është ndërrimi i kombinimit AND/NOT për një portë NAND, e cila është vetëm një portë AND e përmbysur. Mënyra se si funksionon kjo do të bëhet e qartë më vonë.

Tani le të shkruajmë të njëjtën skemë, por me transistorë dhe rezistorë. Lloji i tranzistorit që kam përdorur është 2N2222 BJT, i cili është mjaft i zakonshëm (2N4401 dhe 2N3904 gjithashtu funksionojnë). Kam përdorur 6 transistorë, 3 rezistorë 20k Ohm, 3 rezistorë 47khm, 1 rezistencë 1 510 ohm, dy butona shtytës dhe një LED. Zgjodha këto vlera të rezistencës bazuar në burimin tim të energjisë 5v, dhe rrymën minimale 0.1mA, ose 0.0001A për 2N2222. nëse përdorni ligjin e Ohmit për të llogaritur rezistencën e saktë në tokë për ato vlera ju merrni 50, 000 Ohm. 47k Ohm është mjaft afër për portën e poshtme NAND, por pse vlera më e ulët për portën OR, dhe hyrja e parë e portës së dytë AND? Arsyeja është sepse emetuesi i transistorëve që përbëjnë portën OR lidhen përmes bazës së një tranzistori tjetër, prandaj kalon përmes një rezistori të dytë, jo direkt në tokë. (Rezistenca aktuale kufizuese e LED është një vlerë mjaft e ulët sa është e parëndësishme në këtë llogaritje).

Hapi 2: Shtimi i Transistorëve, Butonave dhe LED

Hapi 3: Shtimi i rezistencës

Hapi 4: Shtimi i telave

Mënyra se si po e fuqizoj bordin tim është lidhja e shinave të energjisë me një furnizim me energji në stolin e laboratorit të vendosur në rrymë maksimale 5v dhe 500mA. I njëjti lloj i hyrjes mund të arrihet duke lidhur energjinë në kunjat 5V dhe GND të një Arduino, por me të vërtetë një furnizim me energji 5v funksionon (megjithëse një i tanishëm i kufizuar rekomandohet për të zvogëluar rrezikun e shpërthimit të komponentëve).

Hapi 5: Testimi dhe zgjidhja e problemeve

Tani që është i lidhur, do t'ju lejoj të provoni tuajin. Nëse shtypet njëra ose tjetra butona, LED duhet të ndizet. Nëse të dy shtyhen, megjithatë, atëherë LED do të fiket.

Problemet e zakonshme

1. Nëse një hyrje duket se nuk funksionon siç duhet, dhe rasti kur të dy hyrjet janë të ndezur akoma jep një zero, kontrolloni tensionin në hyrjen e portës AND që vjen nga porta OR kur shtypet ai buton. Nëse është i ulët (<2V), zvogëloni rezistencën e rezistencës që shkon nga OR në portën AND.
2. Nëse porta ende vepron si një portë OR, që do të thotë se kur të dy hyrjet janë në dalje është e ndezur, kontrolloni tensionin që hyn në hyrjen e portës AND që vjen nga porta NAND. Nëse kjo është e lartë kur shtypen të dy butonat, sigurohuni që transistorët tuaj në portën AND po punojnë dhe kontrolloni rezistencën nga atje në tokë kur të dy butonat shtypen. Nëse kjo rezistencë është e lartë, dhe/ose ai tension është i ulët, zëvendësoni ato dy transistorë, ose zvogëloni rezistencën e hyrjeve në portat NAND.

Hapi 6: Dëshironi më shumë?

Nëse ju pëlqeu ky Instructable, shkoni përpara dhe shikoni librin tim në Amazon të quajtur "Fillestari Udhëzues për Arduino". Ai kalon mbi parimet bazë të qarkut, si dhe kalon mbi kodin C ++ të përdorur për të programuar një Arduino.