Санариптик комбинация кулпусу!: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:44

Мен ар дайым электрондук кулпулар кантип иштейт деп ойлончумун, андыктан санариптик электрониканын негизги курсун аяктагандан кийин өзүм курууну чечтим. Жана мен сизге өз үйүңүздү курууга жардам берем!

Сиз аны 1vдан 400vга чейинки нерсеге туташтырсаңыз болот (же RELAYден көз каранды болушу мүмкүн), DC же AC, ошондуктан сиз аны башка схеманы башкаруу үчүн, же тосмону электрлештирүү үчүн колдонсоңуз болот !! (сураныч, аракет кылбаңыз, чындыгында коркунучтуу) … Мен кичинекей Крисмас дарагын чыгарууга туташтырдым (110v), анткени мен майрам күндөрүнүн жасалгасын лабораториямдан алчу эмесмин, ошондуктан мен проекти бүтүргөн убакта болгон.

Бул жерде бүткөн системанын кээ бир сүрөттөрү жана видеосу бар, андыктан анын иштеп жатканын көрө аласыз.

1 -кадам: Бул кантип иштейт?

Алгач эмнени жана кантип иштетүү керек экенин ойлондум. Ошентип, мен бул диаграмманы карта катары тарттым, анткени мен пройектин ар бир бөлүгүн куруп жатам. Бул жерде анын кантип иштээри жөнүндө кыскача маалымат.

• Биринчиден, биз 10 мүмкүн болгон кириштерди (0-9) анын 4 чыгаруу BCD (Binary Coded Decimal) кодун чече турган схемага муктажбыз, жана кандайдыр бир баскыч басылганда бизге айтуучу башка чыгаруу.
• Андан кийин биз эки 7 сегменттүү дисплейибиздин туура иштеши үчүн схеманы курушубуз керек, BCD номери үчүн 4 киргизүү жана дисплейибиз үчүн, албетте, 7 жолу, (мен IC 74LS47 колдондум)
• Андан кийин, ар бир басылган номерди сактап калуу жана дисплейлерди алмаштыруу схемасы
• Ошондой эле сырсөзүбүздүн ички эс тутуму
• Жана биздин кулпубуздун очогу, салыштыргыч (анын 8 бити, анткени дисплейде бир цифрада 4 бит бар, демек, эгер сиз 4 цифралуу кулпуну жасоону кааласаңыз, анда экөөсү бири -бирине туташкан болот.) Бул айтып берет эгерде дисплейдеги сандар ички эс тутумда сакталган сырсөз менен бирдей болсо.
• Акыры, АЧЫК же ЖАБУУ белгисин белгисиз убакытка сактап туруу үчүн схема жана, албетте, чыгаруу (бул сиздин кулпуңуз менен башкаргыңыз келген нерсенин баары)

2 -кадам: материалдар

Мына сага керектүү нерсенин баары. ЭСКЕРТҮҮ: Мен материалдардын көбүн эски видеомагнитофон тактасынан алгам, ошондуктан алар "бекер" болушуп, бул проиектти чындап арзан кылышты. Жалпысынан мен болжол менен 13 dlls жумшадым (ICдин көпчүлүгү 76 cntsтен турат, D-ffден башка (болжол менен 1.15), анткени менде IC жок болчу, бирок сиз аларды келечектеги проиекттер үчүн сактай аласыз, алар чоң инвестиция. Компоненттер:

• Көптөгөн диоддор (болжол менен 20) бир тараптуу байланыштарды түзүү үчүн.
• Бир NPN транзистору (Реле Катушкасын жетиштүү ток менен азыктандыруу үчүн)
• Бир реле (туташкан түзмөктү башкаруу үчүн)
• Бир кызыл LED (тутум качан кулпуланганын көрсөтүү үчүн)
• 14 баскычтар
• Көптөгөн резисторлор (каршылыктын мааниси жок, IC казыктарын 1 же 0ге коюу [+ же -])
• Эки 7 сегменттүү дисплей.
• Зым көп !!

Интегралдык микросхемалар:

• Эки 7432 (ЖЕ GATES) DECти BCDге жана компараторго куруу
• Салыштыргычтын эки 7486 (XOR GATES) жаны.
• Эки 7447 дисплей айдоочу
• Төрт 74175 (4 D-FF) ар бири 4 битти камтыган эс тутуму.
• Дисплей тандоо үчүн 7476 (2 JK-FF) жана АЧУУ ЖАБУУ сигналын кармоо.
• Бир 7404 (GATE эмес) дисплей селектору үчүн сааттын импульсун айландырат. (сиз NPN транзисторун колдоно аласыз, анткени сизге бир гана дарбаза керек (ic 6да бар).

Куралдар:

• 3 Protoboards (https://en.wikipedia.org/wiki/Breadboard)
• Pense
• Exacto Knife
• 5V DC электр менен камсыздоо (схемаларды азыктандырат)
• 12V DC электр менен камсыздоо (реле катушкасын азыктандырат)
• 120V AC энергия менен камсыздоо (түзмөктү чыгарууда азыктандырат)

ЭСКЕРТҮҮ: Мен болжол менен 8 фут зым колдондум жана бул боюнча кеңештер кымбат баалуу зымдарды сатып алууда, сиз 3 фут этернет кабелин сатып алсаңыз болот, жана сизде 8 же 9 зым болот, ар бири башка түстө жана Узундугу 3 фут. (так мен ушундай кылам, анткени кадимки протобор зымы бир долларга 10 футту түзөт. Бирок бир доллар үчүн 3,3 фут Ethernet кабелин алсаңыз болот, андыктан сиз болжол менен 27-30 футка жетесиз!

3 -кадам: BCDге дек

Биринчи кадам - киргизүү тутумун куруу, андыктан кулпуңуз менен байланышууга болот. Мен эки негизги максатка жетүү үчүн төмөнкү схеманы түздүм.

• (0-9) дан 10 номердин бирин BCD (бинардык) кесиптешине буруңуз. (Чынында, бул үчүн IC бар, бирок мен жергиликтүү электрондук дүкөнүмө барганда ал кампада жок болчу. бул өзүңүздү көп убакытты жана кыйынчылыкты куткарат, бирок менин оюмча, бул кызыктуу)
• Кнопка басылган сайын аныктай алат.

Биринчи маселени чечүү үчүн, биз ар бир баскычты басканда, кайсы продукт (ABCD) жогору болорун билүү үчүн бул чындык таблицасын карап чыгышыбыз керек (1). 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 Азыр мен Дигиталдар жөнүндө жакшы көргөн нерсем пайда боло баштады … Бир нерсени жасоонун көптөгөн жолдору бар …. Бул математикага окшоп, сиз 3кө 1+2 кошууга же 4-1 же 3^1 субстрациялоого жете аласыз. Башкача айтканда, сиз бир эле максатка жетүү үчүн көптөгөн башка схемаларды түзө аласыз, бул биздин азыркы милдетибизди жеңилдетүүчү нерсе. Мен бул схеманы ойлоп таптым, анткени ал бир нече ICлерди колдонот деп ойлогом, бирок сиз өзүңүздүн дизайныңызды жасай аласыз! Эми, мен билем, кээ бирөөлөр баштарын тырыштырып, эмне үчүн мен ушунча диодду колдонгондугумду түшүнүүгө аракет кылып жатам, бул жерде жооп … Диоддор бир тараптуу туташуу сыяктуу иштейт, андыктан жупта менин схемамдагыдай туташкан болсо, (1) чыңалуу "оң жагында" ал токту өткөрөт, ошондуктан бизде экинчи тарапта да чыңалуу болот, бирок терс же жок чыңалуу болсо (0) ал ачык микросхема катары иштейт. Бул диоддордун жүрүм -турумун текшерип көрөлү, биринчи диод анодун (+) "E", экинчи диод анодун "F" деп атап, алардын туташкан катоду "X" болот. EF] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 1 Сиз биздин OR OR GATEга окшош жүрүм -турумубуз бар экенин көрө аласыз, анан эмне үчүн жөн эле диоддорду колдонбоңуз, ошондо сиз дагы интегралдык үнөмдөйсүз. Микросхемалар, жана акча?… Ооба, жооп жөнөкөй, жана сиз чындап эле муну эске алышыңыз керек, ЧЫНДЫК ар бир диодго түшүп кеткен. Адатта бул болжол менен 0,65В. Эмне үчүн? Ар бир диодго анод жана катод боюнча кеминде 0,6 В керек, анткени анын туташуусу жакындайт, демек ал өткөрө баштайт. Башкача айтканда, сиз туташтырган ар бир диод үчүн жана ошол эле учурда анын иштеши үчүн сиз 0,65 Вну жоготосуз… эгерде биз ледтерди күйгүзүп койсок, бул чоң көйгөй болмок эмес, бирок биз TTL IC менен иштейбиз, бул бизге жок дегенде 2 Вдон ашык керек дегенди билдирет. Биз 5 v менен баштаганыбыздай. Бул 5 диодду бириктирүү дегенди билдирет. биздин схемада ийгиликсиздикке алып келет (интегралдык микросхема 0v менен 2vдан азыраак айырмалай албайт). Ошондуктан мен эч качан 2 диоддон ашык колдонгон жокмун … ЭСКЕРТҮҮ: GND менен туташкан резисторду ар бир OR Gate кириши … Экинчи маселени чечүү үчүн мен ар бир ABCDге 0 диод кошуп, аларды бириктирип койдум, андыктан алардын бири 1 болгондо, сизде "Пресс" (P) боюнча 1 болот. Эми калган нерсе - аны нан табакка орнотуу, же эгер сиз дагы боштукту сактап калгыңыз келсе, анда меникиндей кылып, курулуш кагазын тешип, диоддорду жана ал жердеги кнопкаларды эрите аласыз … Эгер керек болсо Логик Гейтс жөнүндө көбүрөөк маалымат: https://www.allaboutcircuits.com/vol_4/chpt_3/1.html Сизге диоддор жөнүндө көбүрөөк маалымат керек болсо:

4 -кадам: көрсөтөт

Бул кадам эң оңой кадамдардын бири, биз жети сегменттүү дисплейди айдап чыгуу үчүн ABCDдин киришин декоддообуз керек … Бактыга жараша, логиканы, убакытты жана мейкиндикти сактап кала турган интегралдык схема бар.

Эгерде сиз жалпы аноддук дисплейди колдонуп жатсаңыз, анда сизге 7447 керек болот.

Эгерде сиз жалпы катоддук дисплейди колдонуп жатсаңыз, анда сизге 7448 керек болот.

Электр өткөргүчтөрү бирдей, андыктан сиз менин схемамды колдоно аласыз.

Ар бир IC үчүн ABCD кириштери ар бир эстутумдун чыгарылышынан келип чыгат (биз кийинки кадамда эскерүүлөрдү карап чыгабыз)

5 -кадам: Эстутум

Бул биз комбинациялык логикадан, жеке логикага өзгөргөнүбүз … 4 битти (ABCD) эс тутумга айландыруу үчүн бизге ар бир бит үчүн D-Flip Flop керек, ал эми 74175те бизде 4. Ар бир сан ABCDде көрсөтүлгөнүн унутпаңыз, андыктан ар бир 74175 бир санды сактай алат. D-flipflop кантип иштээри жана маалыматты кантип сактап калаары жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#D_flip-flop Алгачкы эки эстутумдун кириши ("D" маалыматы) биз биринчи кадамда курган BCD кодерине DECтен келет. Ооба, бизде ар бири сактай турган маалымат бар, бирок алар аны качан сакташат? Албетте, бири биринчи басылган номерди, экинчиси экинчи басылган номерди сактап калат … Ошентип, бул эффектти кантип алабыз? Башка FF (флип -флоп) түрү менен, J жана K кириштери жогору болгондо, ал чыгуулардын абалын толуктайт (терс), башкача айтканда, бизде "Q" 1 болот, анда 0 анан 1 кайра, анан 0 ж.б. Бул Q жана Q' - бул эс тутум сааты (жаңы маалыматты качан сактоо керектигин айтат.) Бул өзгөрүү качан жасаларын аныктай турган импульс - бул "P", сиз каалаган номерди басканыңызда жогору, бирок маалыматты убагында сактоо, бизге тескериси керек болот, ошондуктан биз NOT GATE колдонобуз. Башкача айтканда, биз бир баскычты баскандан кийин, jk ff өзүнүн маалыматын өзгөртөт, биринчи эстутумду күйгүзөт, ошондо ал маалыматты сактайт, андан кийин биз дагы бир жолу басабыз жана биринчи эстутумдун жазуу абалы өчөт, бирок экинчи эс жаңы маалыматтарды сактап калат! Мен бул учурда эки эсти тең (ABCD) 0гө кайтаруучу жана дисплей селекторун (jk ff) биринчи эстутумга кайтара турган баштапкы абалга келтирүү баскычын коштум. JK FF жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#JK_flip-flop Азыр… эмне үчүн бизге төрт 74175 керек дедим? Сырсөздү сактоо үчүн !! Сырсөздү резисторлор менен GND же Vccке коюу мүмкүн болсо да, бул сиздин сырсөзүңүздү статикалык кылат жана кулпуңузду ПХБда жасасаңыз өзгөртүү мүмкүн эмес. Ошентип, эстутум менен сиз сырсөздү сактап, жана аны канча жолу кааласаңыз өзгөртө аласыз. Кириштер биздин дисплейдин эс тутумунун жыйынтыктары болот, андыктан оң импульс алардын сааттарына жеткенде, сиз дисплейдеги сандардын бардыгын жеңе аласыз. (экөө тең, эстутумдар жана сырсөздөрдүн эс тутумдары бирдей маалыматка ээ болот). Албетте, "жаңы сырсөз" импульсу, эгер сиз туура сырсөздү киргизип, кулпуну ачсаңыз гана жеткиликтүү болот. Жалпысынан бизде 2 байт же 16 бит сактоо мүмкүнчүлүгү болот !!

6 -кадам: Салыштыруу

Бул жерде биз баскан ар бир номерди бир дисплейде, кийин экинчисинде сактап, ал маалыматты сырсөздөрдүн эстутумуна көчүрө ала турган системага ээбиз … бизде дагы эле негизги, Салыштыргыч жок … экөөнү салыштыра турган бир схема (ABCD)) дисплейдин эскерүүлөрүнүн экөө (ABCD) менен сырсөздөрдүн эстеликтери.. Дагы, TTL үй -бүлөсүнөн IC бар, ал бардык ыплас иштерди аткарат, бирок ал менин жергиликтүү электрондук дүкөнүмдө жок болчу. Ошентип мен өзүмдүкүн курдум. Мен кантип кылганымды түшүнүү үчүн XOR чындык таблицасын карап көрөлү A a] X 0 0] 0 0 1] 1 1 0] 1 1 1] 0 А менен а бирдей мааниге ээ болгондо, өндүрүм аз (0). Ошентип, эгер алар айырмаланышса, бизде 1 болот. Башкача айтканда, бир XOR Gate менен дисплейдин 2 битин, экинчисин сырсөздүн эс тутумун салыштырууга болот. Ошого таянып, мен төмөнкү схеманы түздүм, муну өз жолуң менен кура алаарыңды унутпа, анткени санариптик электроникада бир эле жоопту алуунун көптөгөн жолдору бар. Бул схема дисплейдин 8 битин алат (бир XOR үчүн бир бит, анткени башка киргизүү сырсөздүн эс тутуму менен колдонулушу керек) жана 8 бит сырсөз эстутуму (анын 1 байттык салыштыргыч). Жана бир гана чыгарууну камсыз кылат. эгерде экөөнүн тең эс тутумундагы маалымат сырсөздөрдөгү маалымат менен бирдей болсо, анда бизде (0) төмөн чыгаруу болот. Башкача айтканда, эгер эс тутумдун эки топтому боюнча маалымат айырмаланса, 1 битке чейин, чыгаруу жогору болот (1).

7 -кадам: Ачуу/Жабуу

Акырында акыркы бөлүгү, биз дээрлик бүттүк! Жакында сиз каалаган түзмөктү кулпулай аласыз, же кандайдыр бир тосмону электрлештире аласыз, (Сураныч, жок!) Эми биз акыркы маалыматты алып, баскыч менен токтотобуз, андыктан кимдир бирөө кокусунан туура паролду жазса, кулпу ачылбайт. (мен бул баскычты "кирүү" деп атагам, чынында эле акылдуу, ээ!) Жана кирүү баскычынан кийин RS кулпусу келет, эгерде анда 0 болсо, Q'ны 1ге айландыра турган бир аппарат R киргизиңиз, жана аны сактаңыз, эгерде S киришинде 0 болсо, Qдан 1ге чейин. RS latch жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн: https://en.wikipedia.org/wiki/D_flip_flop#SR_flip-flops Мен "Q" ды кызыл түстөгү кызыл кулпуга туташтырдым, же башкарылган түзмөк ӨЧҮК. Жана "Q´" транзисторго, ал релени башкаруучу түзмөктү күйгүзүп, аны буруш үчүн эног ток менен камсыздайт. "Q´" баскычына туташтырылган, (мен аны жаңы себептер менен жаңы сырсөздүн баскычы деп атадым), ошондуктан сиз бул баскычты басканыңызда, сиз Q'менен сырсөздүн эс тутуму үчүн сааттын ортосундагы схеманы жабасыз. Эгерде Q´ төмөн болсо (система кулпуланган), кнопка басылганда сырсөздүн эсинде эч нерсе өзгөрбөйт, бирок эгер жогору болсо (система ачык) саат активдештирилет жана сырсөз эстутумдары дисплейдин эсиндеги маалыматты көчүрөт. купуя сөз). Жана резисторду GNDге жана баскычка (кулпу баскычына) жана ал жерден S киришине туташтырды, андыктан аны басканда системаны кулпулап коёсуз. Ооба, мен бул үчүн RS флип флоп сатып алмакмын, бирок менде 7476дан дагы бир JK ff калды. Жана R жана S жазуулары бири -бирине шайкеш келбегендиктен, саат жөнүндө тынчсыздануунун кажети жок. Ошентип, нерселерди диаграммада көрсөтүлгөндөй эле зымдап коюңуз (мен кылгандай). Релени ACга туташтырууда этият болуңуз, жетиштүү изоляциялоочу скотчту колдонуңуз.. Жүздөгөн вольтто иштегенде кыска туташууну каалабайсыз! Эвитингди баш кошкондон кийин … биз акыры бүттүк !!! Сураныч, кандайдыр бир суроого комментарий берүүдөн тартынбаңыз, эгер сиз кандайдыр бир көйгөйдү же катаны байкасаңыз, аны чечүүдөн шек санабаңыз. Мен жардам берүү үчүн бул жердемин. Жакшы кулпу, айтайын дегеним, ошол кулпуга ийгилик.