kategoriler: Pratik Elektronik, Acemi elektrikçiler
Görüntülenme sayısı: 100,127
Makaleye yorum: 2
Mantık yongaları. 3.Bölüm
Mantık yongaları. Bölüm 2 - Gates
Dijital Yonga ile Tanışın
Makalenin ikinci bölümünde, mantıksal öğelerin koşullu grafik tanımlamaları ve bu elemanların gerçekleştirdiği işlevler hakkında konuştuk.
Çalışma prensibini açıklamak için, AND, OR, NOT ve AND-NOT mantıksal işlevlerini yerine getiren kontak devreleri verilmiştir. Artık K155 serisi mikro devrelerle pratik tanımaya başlayabilirsiniz.
Görünüm ve tasarım
155 serisinin temel unsuru K155LA3 yongasıdır. Üst tarafı işaretlenmiş 14 uçlu ve çipin ilk çıkışını gösteren bir anahtar olan plastik bir kasadır.
Anahtar küçük bir yuvarlak işarettir. Mikro devrelere yukarıdan (kasanın yanından) bakarsanız, sonuçlar saat yönünün tersine ve aşağıdan, sonra saat yönünde sayılmalıdır.
Mikro devre vakasının çizimi, Şekil 1'de gösterilmiştir. Böyle bir durum, iki sıralı pim düzenine sahip plastik bir kasa olarak İngilizce'den çevrilen DIP-14 olarak adlandırılır. Birçok mikro devrenin daha fazla pimi vardır ve bu nedenle durum DIP-16, DIP-20, DIP-24 ve hatta DIP-40 olabilir.
Şekil 1. DIP-14 Muhafazası.
Bu durumda ne var
K155LA3 mikro devresinin DIP-14 paketinde 4 bağımsız eleman 2I-NOT bulunur. Onları birleştiren tek şey sadece genel güç sonuçlarıdır: mikro devrenin 14. çıkışı + güç kaynağıdır ve pim 7 kaynağın negatif kutbudur.
Devreyi gereksiz elemanlarla karıştırmamak için, kural olarak güç hatları gösterilmez. Bu aynı zamanda yapılmaz çünkü dört 2I-NOT elemanının her biri devrenin farklı yerlerine yerleştirilebilir. Genellikle devreler üzerine yazarlar: “+ 5V 14 DD1, DD2, DD3 ... DDN sonuçlarına varır. -5V sonuçlara varıyor 07 DD1, DD2, DD3 ... DDN. ". Ayrı olarak yerleştirilmiş elemanlar DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4 olarak belirtilir. Şekil 2, K155LA3 yongasının dört adet 2I-NOT elemanından oluştuğunu göstermektedir. Makalenin ikinci bölümünde daha önce bahsedildiği gibi, giriş sonuçları solda ve çıktılar sağda bulunur.
K155LA3'ün yabancı analogu, SN7400 yongasıdır ve aşağıda açıklanan tüm deneyler için güvenle kullanılabilir. Daha kesin olmak gerekirse, tüm K155 çip serisi yabancı SN74 serisinin bir analogudur, bu yüzden radyo pazarlarındaki satıcılar bunu sunmaktadır.
Şekil 2. K155LA3 yongasının pin çıkışı.
Bir mikro devre ile deney yapmak için ihtiyacınız olacak güç kaynağı 5V voltaj. Böyle bir kaynak yapmanın en kolay yolu, K142EN5A stabilizatör mikro devresini veya 7805 adı verilen ithal versiyonunu kullanmaktır. Aynı zamanda, transformatörü sarmak, köprüyü lehimlemek, kapasitörler kurmak gerekli değildir. Sonuçta, her zaman Şekil 3'te gösterildiği gibi 7805'i bağlamak için yeterli olan 12 V voltajlı bir Çin ağ adaptörü olacaktır.
Şekil 3. Deneyler için basit bir güç kaynağı.
Mikro devre ile deneyler yapmak için küçük boyutlu bir breadboard yapmanız gerekir. 100 x 70 mm boyutlarında getinax, fiberglas veya benzeri bir yalıtım malzemesidir. Basit kontrplak veya kalın karton bile bu amaçlar için uygundur.
Kartın uzun kenarları boyunca, kalaylı iletkenler yaklaşık 1,5 mm kalınlığında güçlendirilmeli, bu sayede mikro devrelere (güç otobüsleri) güç sağlanacaktır. Breadboard'un tüm alanı üzerindeki iletkenler arasında, çapı 1 mm'den fazla olmayan delikler açın.
Deneyler yapılırken, kapasitörlerin, dirençlerin ve diğer radyo bileşenlerinin lehimleneceği kalaylı tel parçalarını bunlara eklemek mümkün olacaktır. Tahtanın köşelerinde, alçak bacaklar yapmalısınız, bu, tellerin aşağıdan yerleştirilmesini mümkün kılacaktır.Breadboard'un tasarımı Şekil 4'te gösterilmiştir.
Şekil 4. Geliştirme kurulu.
Breadboard hazır olduktan sonra denemeye başlayabilirsiniz. Bunu yapmak için, üzerine en az bir K155LA3 yongası takılmalıdır: güç otobüslerine 14 ve 7 lehimleme pimleri ve kalan pimleri tahtada kalacak şekilde bükün.
Deneylere başlamadan önce lehimlemenin güvenilirliğini, besleme voltajının doğru bağlantısını (ters voltajdaki besleme voltajını bağlamak mikro devrelere zarar verebilir) ve ayrıca bitişik terminaller arasında kısa devre olup olmadığını kontrol etmelisiniz. Bu kontrolden sonra gücü açabilir ve deneyleri başlatabilirsiniz.
Ölçümler için en uygun kadran voltmetresigiriş empedansı en az 10K / V olan Herhangi bir test cihazı, hatta ucuz Çince bile, bu gereksinimi tamamen karşılar.
Geçiş yapmak neden daha iyi? Çünkü, okun dalgalanmalarını gözlemleyerek, voltaj darbelerini, elbette yeterince düşük bir frekansı fark edebilirsiniz. Dijital bir multimetre bu yeteneğe sahip değildir. Tüm ölçümler güç kaynağının "eksi" ne göre yapılmalıdır.
Güç açıldıktan sonra, mikro devrenin tüm pimlerindeki voltajı ölçün: 1 ve 2, 4 ve 5, 9 ve 10, 12 ve 13 giriş pimlerinde voltaj 1.4V olmalıdır. Ve çıkış terminallerinde 3, 6, 8, 11 yaklaşık 0.3V. Tüm voltajlar belirtilen sınırlar dahilindeyse, mikro devre çalışır.
Şekil 5. Bir mantık elemanı ile basit deneyler.
2 VE NOT mantıksal elemanının çalışmasının test edilmesi, örneğin birinci elemandan başlatılabilir. Giriş pimleri 1 ve 2 ve çıkış 3. Girişe mantıksal sıfır sinyali uygulamak için, bu girişi basitçe güç kaynağının negatif (ortak) kablosuna bağlamak yeterlidir. Mantıksal bir ünitenin girilmesi gerekiyorsa, bu giriş + 5V veriyoluna bağlanmalıdır, ancak doğrudan değil, 1 ... 1.5 KOhm dirençli bir sınırlayıcı direnç yoluyla bağlanmalıdır.
Giriş 2'yi ortak bir kabloya bağladığımızı, böylece ona bir mantık sıfır sağladığımızı ve giriş 1'e, sonlandırma direnci R1'de belirtildiği gibi bir mantıksal ünite beslediğimizi varsayalım. Bu bağlantı Şekil 5a'da gösterilmiştir. Böyle bir bağlantıyla, elemanın çıkışındaki voltaj ölçülürse, voltmetre mantıksal bir birime karşılık gelen 3.5 ... 4.5V gösterecektir. Mantıksal birim, pim 1'deki voltaj ölçümünü verecektir.
Bu, röle kontak devresi 2I-NOT örneğindeki makalenin ikinci bölümünde gösterilenle tamamen çakışır. Ölçümlerin sonuçlarına dayanarak, aşağıdaki sonuç çıkarılabilir: 2I-NOT elemanının girişlerinden biri yüksek ve diğeri düşük olduğunda, çıkışın yüksek bir seviyeye sahip olacağından emin olabilirsiniz.
Daha sonra, aşağıdaki deneyi yapacağız - Şekil 5b'de belirtildiği gibi her iki girişe de aynı anda bir ünite tedarik edeceğiz, ancak girişlerden birini, örneğin 2, bir tel atlama kablosu kullanarak ortak bir kabloya bağlayacağız. (Bu amaçlar için, esnek kablolara lehimlenmiş normal bir dikiş iğnesi kullanmak en iyisidir). Şimdi elemanın çıkışındaki voltajı ölçersek, önceki durumda olduğu gibi, mantıksal bir birim olacaktır.
Ölçümleri kesintiye uğratmadan tel atlama telini çıkarırız - voltmetre elemanın çıkışında yüksek bir seviye gösterecektir. Bu, makalenin ikinci kısmındaki temas şemasına başvurarak ve orada gösterilen doğruluk tablosuna bakarak doğrulanabilen 2I-NOT elemanının mantığı ile tamamen tutarlıdır.
Bu atlama teli, düşük ve yüksek seviye beslemesini simüle ederek girişlerin herhangi birinin ortak kablosuna periyodik olarak kapatılırsa, bir voltmetre kullanarak çıkış voltaj darbelerini tespit edebilir - ok, atlama teli mikro devrenin girişine dokunurken zamanla salınacaktır.
Deneylerden aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir: çıkıştaki düşük seviye voltajı, her iki girişte de yüksek bir seviye mevcut olduğunda, yani girişlerde koşul 2I karşılandığında görünür.Girişlerden en az biri mantıksal sıfır içeriyorsa, çıkış mantıksal bir birime sahipse, mikro devrenin mantığının, dikkate alınan 2I-NOT kontak devresinin mantığı ile tamamen tutarlı olduğunu tekrarlayabiliriz. makalenin ikinci bölümü.
Burada bir deneme daha yapmak uygundur. Anlamı tüm giriş pimlerini kapatmak, sadece onları “havada” bırakmak ve elemanın çıkış voltajını ölçmektir. Orada ne olacak? Bu doğru, mantıksal sıfır voltaj olacak. Bu, mantık elemanlarının bağlı olmayan girişlerinin, kendilerine uygulanan mantıksal birim ile girişlere eşdeğer olduğunu gösterir. Kullanılmayan girişlerin genellikle bir yere bağlanması önerilir, ancak bu özelliği unutmamalısınız.
Şekil 5c, bir 2I-NOT mantıksal elemanının bir dönüştürücüye nasıl dönüştürülebileceğini gösterir. Bunu yapmak için, her iki girişini de bağlamanız yeterlidir. (Dört veya sekiz giriş olsa bile, böyle bir bağlantı kabul edilebilir).
Çıkıştaki sinyalin girişteki sinyale zıt bir değere sahip olduğundan emin olmak için, girişleri bir kablo atlama teli ile ortak bir kabloya bağlamak, yani girişe mantıksal sıfır uygulamak yeterlidir. Bu durumda, elemanın çıkışına bağlı bir voltmetre mantıksal bir birim gösterecektir. Atlama kablosunu açarsanız, çıkışta giriş voltajının tam tersi olan düşük bir voltaj görünür.
Bu deneyim, eviricinin, eşyanın ikinci bölümünde dikkate alınmayan kontak devresinin çalışmasına tamamen eşdeğer olduğunu düşündürmektedir. Bunlar 2I-NOT çipinin genel olarak harika özellikleridir. Tüm bunların nasıl olduğu sorusunu cevaplamak için, 2I-NOT elemanının elektrik devresini düşünmelisiniz.
Elemanın 2 iç yapısı DEĞİLDİR
Şimdiye kadar, matematiksel olarak “kara kutu” olarak söyledikleri gibi, grafiksel atama düzeyinde mantıklı bir unsuru ele aldık: elementin iç yapısının ayrıntılarına girmeden giriş sinyallerine cevabını inceledik. Şimdi, Şekil 6'da gösterilen mantık elemanımızın iç yapısını inceleme zamanı.
Şekil 6. 2I-NOT mantık elemanının elektrik devresi.
Devre n-p-n yapısında dört transistör, üç diyot ve beş direnç içerir. Transistörler arasında (izolasyon kapasitörleri olmadan) sabit voltajlarla çalışmalarını sağlayan doğrudan bir bağlantı vardır. Çipin çıkış yükü geleneksel olarak bir direnç Rн olarak gösterilir. Aslında, bu genellikle aynı dijital devrelerin girişi veya çeşitli girişleridir.
İlk transistör çoklu vericidir. Giriş mantıksal işlemi 2I yapan ve aşağıdaki transistörler sinyalin amplifikasyonunu ve tersini yapar. Benzer bir şemaya göre yapılan mikro devreler, TTL olarak kısaltılan transistör-transistör mantığı olarak adlandırılır.
Bu kısaltma, giriş mantıksal işlemlerinin ve müteakip amplifikasyon ve inversiyonun, devrenin transistör elemanları tarafından gerçekleştirildiği gerçeğini yansıtır. TTL'ye ek olarak, giriş mantıksal aşamaları elbette mikro devrenin içinde bulunan diyotlar üzerinde gerçekleştirilen diyot-transistör mantığı (DTL) de vardır.
Resim 7
Giriş transistörünün yayıcıları ile ortak tel arasındaki mantık elemanının (2I-NOT) girişlerine VD1 ve VD2 diyotları monte edilir. Amaçları, giriş, devre yüksek frekanslarda çalıştığında veya yanlışlıkla harici kaynaklardan dosyalandığında montaj elemanlarının kendi kendine indüksiyonunun bir sonucu olarak ortaya çıkabilecek negatif polarite voltajından korumaktır.
Giriş transistörü VT1, şemaya göre ortak bir tabana bağlanır ve yükü, iki yüke sahip transistör VT2'dir. Yayıcıda, bu direnç R3'tür ve R2 toplayıcısındadır. Böylece, VT3 ve VT4 transistörleri üzerindeki çıkış kademesi için bir faz invertörü elde edilir, bu da onları antipazda çalıştırır: VT3 kapatıldığında, VT4 açıktır veya tersi de geçerlidir.
2 ve 2 numaralı eleman girişlerinin her ikisinin de düşük OLMADIĞINI varsayalım. Bunu yapmak için, bu girişleri ortak bir kabloya bağlamanız yeterlidir.Bu durumda, VT2 ve VT4 transistörlerinin kapanmasını gerektirecek olan transistör VT1 açık olacaktır. Transistör VT3 açık durumda olacak ve VD3 diyotu aracılığıyla akım yüke akacaktır - elemanın çıkışında yüksek seviyeli bir durumdur (mantıksal birim).
Bu durumda, mantık ünitesi her iki girişe de uygulanırsa, VT1 ve VT4 transistörlerinin açılmasına yol açacak olan transistör VT1 kapanır. Açılmaları nedeniyle, transistör VT3 kapanır ve yükten geçen akım durur. Elemanın çıkışında sıfır durumu veya düşük voltaj ayarlanır.
Düşük voltaj seviyesi, VT4 açık transistörün toplayıcı - yayıcı bağlantısında bir voltaj düşüşünden kaynaklanır ve spesifikasyonlara göre 0.4V'u aşmaz.
Transistör VT4 kapalı olduğunda, açık transistör VT3 ve VD3 diyotundaki voltaj düşüşünün büyüklüğü ile elemanın çıkışındaki yüksek seviye voltajı, besleme voltajından daha düşüktür. Elemanın çıkışındaki yüksek seviye voltajı yüke bağlıdır, ancak 2.4V'den az olmamalıdır.
Birbirine bağlı bir elemanın girişlerine 0 ... 5V arasında değişen çok yavaş değişen bir voltaj uygulanırsa, elemanın yüksek bir seviyeden düşük bir seviyeye geçişinin kademeli olarak gerçekleştiği görülebilir. Bu geçiş, girişlerdeki voltaj yaklaşık 1.2V seviyesine ulaştığında gerçekleştirilir. 155. mikro devreler serisi için bu gerilime eşik denir.
Bu, 2I-NOT tamamlanmış eleman ile genel bir tanıdık olarak kabul edilebilir. Makalenin bir sonraki bölümünde, çeşitli jeneratörler ve darbe şekillendiriciler gibi çeşitli basit cihazların cihazını tanıyacağız.
Boris Alaldyshkin
Makalenin devamı: Mantık yongaları. 4.Bölüm
Ayrıca bkz. electro-tr.tomathouse.com
: