Երկուական հաշվիչ `11 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Ակնարկ:

20 -րդ դարում տրամաբանական դարպասի առաջին գյուտից ի վեր, նման էլեկտրոնիկայի մշտական զարգացում է տեղի ունեցել, և այն այժմ հանդիսանում է ամենապարզ, բայց սկզբունքորեն կարևոր էլեկտրոնային բաղադրիչներից մեկը տարբեր ծրագրերում: Երկուական հաշվիչը կկարողանա մի քանի բիթ վերցնել որպես մուտքագրում և հաշվարկել գումարը և հանումը `օգտագործելով տարբեր տրամաբանական դարպասներ

Նպատակը:

Տրամադրել բուլյան տրամաբանության, դարպասների և էլեկտրոնիկայի հիմնարար գաղափարներ: Տրամաբանական դարպասների և երկուական համակարգերի օգտագործման հետ ծանոթանալու համար: Երկու 4-բիթանոց թվերի գումարումը և հանումը

Թիրախային լսարան

Հետաքրքրասեր, խանդավառ ավագ դպրոցականներ, քոլեջի կամ համալսարանի ուսանողներ:

Պարագաներ

Օգտագործված բաղադրիչներ*:

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

4 x 4070 Quad 2-մուտք XOR դարպասներ PID: 7221

4 x 74LS32 Չորս մուտքի կամ դարպասներ PID: 7250

2 x 74LS04 Hex Inverter դարպասներ PID: 7241

1 x BreadBoard PID ՝ 10700

22 AWG, Solid Core Wires PID: 224900

8 x ¼w 1k դիմադրիչներ PID: 9190

8 x ¼w 560 Resistor PID: 91447 (անհրաժեշտ չէ, եթե բավարար 1k դիմադրողներ կան)

4 x DIP անջատիչ PID: 367

1 x 5V 1A հոսանքի ադապտեր Cen+ PID: 1453 (*Ավելի բարձր հզորություն կամ կենտրոն. Երկուսն էլ կարող են օգտագործվել)

5 x LED 5 մմ, դեղին PID: 551 (գույնը կապ չունի)

5 x LED 5 մմ, կանաչ PID: 550 (գույնը կապ չունի)

1 x 2.1 մմ Jack to Two Terminals PID: 210272 (#210286 կարող է փոխարինել)

4 x 8-պտույտ IC վարդակից PID: 2563

Լրացուցիչ:

Թվային բազմաչափ PID: 10924

Պտուտակահան PID: 102240

Պինցետ, անկյունային հուշում PID: 1096

Պլայեր, PID: 10457 (խստորեն խորհուրդ է տրվում)

*Վերը թվարկված բոլոր համարները համապատասխանում են Լիի Էլեկտրոնային բաղադրիչների արտադրանքի ID- ին

Քայլ 1: Ստեղծեք սնուցման աղբյուր (Adder)

*Ի՞նչ է գովազդողը ???

Քանի որ մենք ամբողջ հոսանքը սնուցելու ենք տակառի սնուցման աղբյուրի միջոցով, մենք պետք է առանձնացնենք դրականն ու գետինը: Նկատի ունեցեք, որ մենք աշխատում ենք կենտրոնի դրական էներգիայի մատակարարման հետ (+ ներսում և դրսից), հետևաբար +- ը պետք է դուրս գա որպես դրական (այս դեպքում ԿԱՐՄԻՐ) և - պետք է հիմնավորված լինի (Սև):

Միացրեք հիմնական հոսանքի երկաթուղին ուղղահայաց ռելսերից յուրաքանչյուրին: Որպեսզի IC չիպերը կարողանան հեշտությամբ սնուցվել առանց լարերի ամենուր անցնելու:

Քայլ 2: Կարգավորեք DIP անջատիչը (Adder)

Տախտակի ամուր բռնումն ապահովելու համար 8-պինյա IC վարդակից վերևում տեղադրվում են երկու 4-տեղանոց ընկնող անջատիչներ: Անջատիչի մյուս կողմում մենք տեղադրելու ենք կամայական արժեքի դիմադրողներ* (ես օգտագործել եմ 1k և երկու 560 շարքով)

Քայլ 3: Ինչի՞ համար են այս դիմադրողները ???

Դրանք կոչվում են «Քաշեք-վեր» կամ «Քաշեք-ներքև» դիմադրողներ ՝ կախված կարգավորումից:

Մենք օգտագործում ենք այս դիմադրողները «Լողացող էֆեկտ» կոչվող բանի պատճառով:

Ինչպես վերևի աջ նկարում, երբ անջատիչը փակ է, հոսանքը հոսում է առանց որևէ խնդրի: Այնուամենայնիվ, եթե անջատիչը բացված է, մենք գաղափար չունենք ասելու, թե արդյոք մուտքն ունի բավարար լարման վիճակ `որոշելու համար, և այդ ազդեցությունը կոչվում է« Լողացող ազդեցություն »: Տրամաբանական վիճակները ներկայացված են երկու լարման մակարդակներով, որոնցից յուրաքանչյուրից ցածր լարման դեպքում դիտվում է որպես տրամաբանություն 0, և ցանկացած այլ մակարդակից բարձր լարման համարվում է որպես տրամաբանություն 1, սակայն ստինայի պատճառով քորոցն ինքնին չի կարող տարբերել մուտքի տրամաբանությունը 1 է, թե 0: կամ շրջապատող աղմուկներ:

Լողացող ազդեցությունը կանխելու համար մենք օգտագործում ենք ձգվող կամ ներքևի դիմադրություններ, ինչպես ձախ գծապատկերն է:

Քայլ 4: Ստեղծեք տրամաբանական դարպասներ (Adder)

Տեղադրեք համապատասխանաբար XOR, AND, OR, XOR և AND դարպասները (4070, 74LS08, 74LS32, 4070 և 74LS08): Միացրեք յուրաքանչյուր չիպի 14 -րդ քորոցը դրական ռելսին, իսկ 7 -ը ՝ գետնին, տրամաբանական չիպերն ակտիվացնելու համար:

Քայլ 5: Հաղորդեք տրամաբանական դարպասները (Adder)

Սխեմատիկ և համապատասխան տվյալների թերթիկի հիման վրա համապատասխանաբար լարեք դարպասները: Կարևոր է նկատել, որ մուտքի առաջին բիթը զրո է, ուստի այն կարող է պարզապես հիմնավորվել:

Քանի որ մենք պատրաստում ենք 4-բիթ ADDER, ելքային փոխադրումը հետևողականորեն սնվելու է մյուս FULL ADDER- ի մուտքային կրիչին, մինչև հասնենք վերջին միավորին:

*Նկատի ունեցեք, որ OR դարպասի 8 -րդ կապում լրացուցիչ LED- ը ներկայացնում է վերջին CARRY բիթը: Այն կլուսավորվի միայն այն դեպքում, երբ երկու 4-բիթ թվերի գումարը այլևս չի կարող ներկայացվել 4-բիթով

Քայլ 6: Տեղադրեք LED- ները ելքի համար (Adder)

Առաջին FULL ADDER- ի ելքային բիտը ուղղակիորեն կկցվի որպես ստացված ելքի LSB (նվազագույն նշանակալի բիթ):

Երկրորդ FULL ADDER- ի ելքային բիտը կպցվի մինչև երկրորդ բիթը ՝ ելքի արդյունքից աջ և այլն:

*Ի տարբերություն ստանդարտ ¼տ հզորության դիմադրիչների, որոնք մենք օգտագործում ենք ներքև իջեցնելու համար, LED- ները բևեռացված բաղադրիչ են, իսկ էլեկտրոնների հոսքի ուղղությունը ՝ կարևոր (քանի որ դրանք դիոդներ են): Հետևաբար, կարևոր է հավաստիացնել, որ մենք LED- ի ավելի երկար ոտքը միացնում ենք հոսանքին, իսկ կարճը `գետնին:

Վերջապես, CARRY- ի վերջնական բիթը միացված է OR դարպասի 8 -րդ կապին: Որը ներկայացնում է MSB- ի (Առավել նշանակալից բիթ) փոխանցումը և դա թույլ կտա մեզ հաշվարկել ցանկացած երկու 4-բիթանոց երկու թվեր:

(այն կլուսավորվի միայն այն դեպքում, երբ հաշվարկված ելքը երկուականում գերազանցում է 1111 -ը)

Քայլ 7: Ստեղծեք սնուցման աղբյուր (հանիչ)

*Ի՞նչ է հանողը

Նույն էլեկտրամատակարարումը կարող է օգտագործվել ՀԵՏԱԲԱACՈԻՉԸ միացնելու համար:

Քայլ 8: Կարգավորեք DIP անջատիչը

Նույնը, ինչ Adder- ը:

Քայլ 9: Ստեղծեք տրամաբանական դարպասներ (հանիչ)

Չնայած նման մոտեցմանը կարելի է հետևել, հանողների համար պահանջվում է օգտագործել NOT դարպաս, նախքան AND դարպասը սնվելը: Այսպիսով, այս դեպքում ես տեղադրել եմ համապատասխանաբար XOR, NOT, AND, OR, XOR, NOT և AND (4070, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 4070, 74LS04 և 74LS08):

63 անցք ունեցող երկարությամբ ստանդարտ չափսերի տախտակի սահմանափակության պատճառով AND- ն միացված է վերևում:

Ինչպես մենք արեցինք ADDER- ի դեպքում, տրամաբանական չիպերի 14 -րդ քորոցը միացրեք դրական ռելսին, իսկ 7 -ը `գետնին` չիպսերն ակտիվացնելու համար:

Քայլ 10: Հաղորդեք տրամաբանական դարպասները (հանիչ)

Սխեմատիկ և համապատասխան տվյալների թերթիկի հիման վրա համապատասխանաբար լարեք դարպասները: Կարևոր է նկատել, որ փոխառության առաջին մուտքային բիթը զրո է, ուստի այն կարող է պարզապես հիմնավորվել:

Քանի որ մենք պատրաստում ենք 4-բիթ ՀԵՏԱՎՈՐՈԹՅՈՆ, ելքային փոխառությունը հետևողականորեն սնվելու է մյուս ՎԵՐԱԲԱՅՈՉԻ մուտքային փոխառությանը, մինչև հասնենք վերջին միավորին:

*Նկատի ունեցեք, որ OR դարպասի 8 -րդ կապում լրացուցիչ LED- ն ներկայացնում է փոխառության վերջին բիթը: Այն կլուսավորվի միայն այն դեպքում, երբ երկու 4-բիթանոց թվերի հանումը ներկայացնի բացասական թիվը:

Քայլ 11. Ստեղծեք LEDS ելքի համար

Առաջին ԵՆԲԱՌՆԱԲԱՆՈԻ ելքային բիտը ուղղակիորեն կկցվի որպես ստացված ելքի LSB (նվազագույն նշանակալի բիթ):

Երկրորդ ԵՆԲԱՌՆԱԴՐՈԻ ելքային բիտը կպցվի մինչև երկրորդ բիթը ստացված ելքի աջից և այլն:

Վերջապես, BORROW- ի վերջնական բիթը միացված է OR դարպասի 8 -րդ կապին: Որը ներկայացնում է ՓԱՌՈWՈԹՅՈՆԸ մինչև րոպեի վերջի MSB- ն: Այս LED- ը միացված է միայն այն դեպքում, եթե Subtrahend- ը մեծ է Minuend- ից: Քանի որ մենք հաշվարկում ենք երկուական, բացասական նշանը գոյություն չունի. Այսպիսով, բացասական թիվը կհաշվարկվի իր դրական ձևի 2 -ի լրացմամբ: Այս կերպ կարելի է կատարել երկու երկու բիթանոց թվերի հանում: