Binary Calculator: 11 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Pangkalahatang-ideya:

Mula noong kauna-unahang imbensyon ng gate ng lohika noong ika-20 siglo, ang patuloy na pag-unlad ng naturang electronics ay naganap at ito ay isa na sa pinakasimpleng ngunit panimulaang mahalagang elektronikong sangkap sa maraming iba't ibang mga aplikasyon. Ang Binary Calculator ay makakakuha ng maraming mga piraso bilang pag-input at pagkalkula ng buod at pagbabawas gamit ang iba't ibang mga pintuang-daan sa lohika

Layunin:

Upang magbigay ng pangunahing mga ideya ng Boolean lohika, gate, at electronics. Upang makakuha ng pamilyar sa paggamit ng mga gate ng lohika at mga binary system. Upang makalkula ang buod at pagbabawas ng dalawang mga 4-bit na numero

Target na Madla:

Hobbyist, Masigasig na High-Schoolers, mag-aaral sa Kolehiyo o Unibersidad.

Mga gamit

Mga Ginamit na Mga Sangkap *:

4 x 74LS08 TTL Quad 2-input AT pintuang PID: 7243

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

4 x 74LS32 Quad 2-input O mga pintuang PID: 7250

2 x 74LS04 Hex Inverter gate PID: 7241

1 x BreadBoard PID: 10700

22 AWG, Solid Core Wires PID: 224900

8 x 1w 1k Resistors PID: 9190

8 x ¼w 560 Resistor PID: 91447 (hindi kinakailangan kung may sapat na 1k resistors)

4 x DIP Switch PID: 367

1 x 5V 1A Power Adapter Cen + PID: 1453 (* Higher Amperage o Center - maaaring parehong magamit)

5 x LED 5mm, Dilaw PID: 551 (Kulay ay hindi nauugnay)

5 x LED 5mm, Green PID: 550 (Kulay ay hindi nauugnay)

1 x 2.1mm Jack sa Dalawang Mga Terminal PID: 210272 (# 210286 maaaring palitan)

4 x 8-pin IC Socket PID: 2563

Opsyonal:

Digital Multimeter PID: 10924

Screwdriver PID: 102240

Tweezer, Angle Tip PID: 1096

Plier, PID: 10457 (Matibay na Inirerekumenda)

* Ang lahat ng mga numero na nakalista sa itaas ay tumutugma sa ID ng produkto ng Mga Elektronikong Lee

Hakbang 1: I-set up ang Power Supply (Adder)

* Ano ang isang Adder ???

Dahil papalakasin namin ang buong circuit gamit ang isang suplay ng kuryente ng jack jack, kakailanganin naming paghiwalayin ang positibo at ground. Tandaan na nakikipagtulungan kami sa sentro na positibong supply ng kuryente (+ sa loob at - labas), samakatuwid + ay dapat na lumabas bilang positibo (sa kasong ito PULA) at - dapat na ground (Itim).

Ikonekta ang pangunahing power rail sa bawat isa sa mga patayong riles. Upang ang mga IC chip ay madaling mapapatakbo nang walang mga wire na pupunta saanman.

Hakbang 2: I-set up ang DIP Switch (Adder)

Ang dalawang 4-posisyon switch switch ay inilalagay sa tuktok ng 8-pin IC socket upang matiyak ang matatag na mahigpit na pagkakahawak ng board at pagkatapos ay inilalagay sa ilalim ng power rail. Sa kabilang panig ng switch, maglalagay kami ng di-makatwirang mga resistor ng halaga * (Gumamit ako ng 1k at dalawang 560 sa serye)

Hakbang 3: Ano ang Para sa Mga Resistor na Ito ???

Tinatawag silang "Pull-Up" o "Pull-Down" na resistor depende sa pag-set up.

Ginagamit namin ang mga resistors na ito dahil sa isang bagay na tinatawag na "Floating Effect".

Tulad ng larawan sa kanang tuktok, kapag ang switch ay sarado, ang kasalukuyang daloy na walang problema. Gayunpaman, kung ang switch ay binuksan, wala kaming ideya na sabihin kung ang input ay nagkakaroon ng sapat na voltages upang matukoy ang estado at ang epektong ito ay tinatawag na "Floating Effect". Ang mga estado ng lohika ay kinakatawan ng dalawang antas ng boltahe na may anumang boltahe sa ibaba ng isang antas na itinuturing na isang lohika 0, at anumang boltahe sa itaas ng isa pang antas na itinuturing na lohika 1, ngunit ang pin mismo ay hindi maaaring sabihin sa pagitan ng kung ang lohika ng pag-input ay 1 o 0 dahil sa mga static o nakapaligid na mga ingay.

Upang maiwasan ang lumulutang na epekto, gumagamit kami ng mga pull-up o down na resistors tulad ng diagram sa kaliwa.

Hakbang 4: I-set up ang Logic Gates (Adder)

Ilagay ang XOR, AT, O, XOR, AT mga pintuan ayon sa pagkakabanggit (4070, 74LS08, 74LS32, 4070 at 74LS08). Ikonekta ang pin 14 ng bawat maliit na tilad sa positibong riles at ang pin 7 sa ground rail upang maisaaktibo ang mga chips ng lohika.

Hakbang 5: Wire the Logic Gates (Adder)

Batay sa eskematiko at naaangkop na datasheet, i-wire ang mga pintuang naaayon. Mahalagang mapansin na ang kauna-unahang input bitbit na bit ay zero, sa gayon maaari lamang itong ma-grounded.

Dahil gumagawa kami ng isang 4-bit na ADDER, ang output bitbit ay tuloy-tuloy na pinakain sa input na bitbit ng iba pang BUONG ADVER hanggang makarating kami sa huling yunit.

* Tandaan na ang karagdagang LED sa pin 8 sa O gate ay kumakatawan sa huling CARRY bit. Ito ay naiilawan lamang kapag ang pagbubuod ng dalawang 4-bit na numero ay hindi na maaaring kinatawan ng 4-bits

Hakbang 6: I-set up ang mga LEDs para sa Output (Adder)

Ang output bit mula sa unang BUONG ADVER ay direktang mai-hook up bilang LSB (Least Significant Bit) ng nagresultang output.

Ang output bit mula sa pangalawang BUONG ADVER ay mai-kabit hanggang sa pangalawang piraso mula sa kanan ng nagresultang output, at iba pa.

* Hindi tulad ng karaniwang resist watt resistors na ginagamit namin upang mag-pull-down, ang mga LED ay polarized na bahagi at ang direksyon ng electron ay dumadaloy ng bagay (dahil ang mga ito ay diode). Samakatuwid, mahalagang tiyakin na ikonekta namin ang mas mahabang binti ng LED upang ma-hook up sa lakas at mas maikli sa lupa.

Panghuli, ang pangwakas na CARRY bit ay konektado sa pin 8 ng O gate. Alin ang kumakatawan sa pagdala mula sa MSB (Karamihan Makabuluhang Bit) at papayagan kaming makalkula ang anumang dalawang 4-bit na binary na numero.

(maiilawan lamang ito kung ang nakalkula na output ay lumampas sa 1111 sa binary)

Hakbang 7: I-set up ang Power Supply (Subtractor)

* Ano ang isang Magbawas

Ang parehong supply ng kuryente ay maaaring magamit upang mapalakas ang SUBTRACTOR.

Hakbang 8: I-set up ang DIP Switch

Kapareho ng Adder.

Hakbang 9: I-set up ang Logic Gates (Subtractor)

Bagaman maaaring sundin ang isang katulad na diskarte, ang mga nagbabawas ay nangangailangan ng HINDI gate na gagamitin bago ito magpakain sa AND gate. Sa gayon, sa kasong ito, inilagay ko ang XOR, HINDI, AT, O, XOR, HINDI at AT ayon sa pagkakabanggit (4070, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 4070, 74LS04 at 74LS08).

Dahil sa limitasyon ng karaniwang sukat na breadboard na may haba na 63 na butas, ang AND ay konektado sa itaas.

Tulad ng ginawa namin para sa ADDER, ikonekta ang pin 14 ng mga logawang chips sa positibong riles at ang pin 7 sa lupa upang maisaaktibo ang mga chips.

Hakbang 10: Wire the Logic Gates (Subtractor)

Batay sa eskematiko at naaangkop na datasheet, i-wire ang mga pintuang naaayon. Mahalagang pansinin na ang kauna-unahang pag-input ng pag-utang ng kaunti ay zero, sa gayon maaari lamang itong mabigyan ng saligan.

Dahil gumagawa kami ng isang 4-bit SUBTRACTOR, ang output loan ay tuloy-tuloy na pinakain sa input loan ng ibang SUBTRACTOR hanggang makarating kami sa huling unit.

* Tandaan na ang karagdagang LED sa pin 8 sa O gate ay kumakatawan sa huling pahiram. Ito ay naiilawan lamang kapag ang pagbabawas ng dalawang mga 4-bit na numero ay kumakatawan sa negatibong numero.

Hakbang 11: I-set up ang LEDS para sa Output

Ang output bit mula sa unang SUBTRACTOR ay direktang mai-hook up bilang LSB (Least Significant Bit) ng nagresultang output.

Ang output bit mula sa pangalawang SUBTRACTOR ay mai-hook hanggang sa pangalawang bit mula sa kanan ng nagresultang output, at iba pa.

Panghuli, ang pangwakas na pag-utang ng PINahiram ay konektado sa pin 8 ng O gate. Alin ang kumakatawan sa PINahiram sa MSB ng minuend. Ang LED na ito ay naka-on lamang kung ang Subtrahend ay mas malaki kaysa sa Minuend. Dahil nag-compute kami sa binary, ang negatibong pag-sign ay hindi umiiral; sa gayon, ang negatibong numero ay kakalkulahin sa komplementong 2 ng positibong anyo nito. Sa ganitong paraan, ang pagbabawas ng anumang dalawang 4-bit na bilang ay maaaring magawa.