Κύκλωμα προσθήκης 4-bit με ψηφιακή εμφάνιση αποτελεσμάτων: 9 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Αυτό είναι ένα απλό έργο που εξηγεί πώς να δημιουργήσετε ένα κύκλωμα προσθήκης 4 bit (υπολογιστής προσθήκης 4 bit) που αποτελείται από επτά οθόνες τμημάτων, επτά προγράμματα οδήγησης τμημάτων, AND, OR, NOT και πύλες EXOR που προσθέτουν δύο αριθμούς 4 bit μαζί και επιστρέφει τα αποτελέσματα. Είναι ένα μεγάλο έργο που θα βοηθήσει τους αρχάριους ηλεκτρονικούς/μαθητές υπολογιστών και τους χομπίστες να κατανοήσουν πώς να χτίσουν συνδυαστικά λογικά κυκλώματα από λογικές πύλες για να εκτελέσουν μια δεδομένη λειτουργία. Στην περίπτωση αυτού του έργου, η συνάρτηση είναι ένας υπολογιστής προσθήκης.

Παρακάτω είναι ένα βίντεο που εξηγεί πώς λειτουργεί το κύκλωμα, ένα διάγραμμα μπλοκ συστήματος που δείχνει τις μονάδες που χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση της αριθμομηχανής και τη σύνδεσή τους με άλλες μονάδες. Επίσης φαίνεται παραπάνω μια εικόνα που δείχνει τη θέση των μονάδων στο κύκλωμα που έφτιαξα.

Κάθε ένα από τα παρακάτω βήματα θα δείξει τον τρόπο κατασκευής του κυκλώματος σε μονάδες. Για να αποδειχθεί αυτό, κάθε βήμα θα περιλαμβάνει:

• μια εικόνα που δείχνει τη θέση των μονάδων στο κύκλωμά μου ή/και
• σχηματικό διάγραμμα που απαιτείται για την κατασκευή αυτής της μονάδας (ων) για το κύκλωμα.

Σημείωση:

1. Πλήρη σχηματικά διαγράμματα περιλαμβάνονται στο τέλος αυτού του Οδηγού.

2. Ενδέχεται να βρείτε χρήσιμους τους ακόλουθους συνδέσμους προς βίντεο κατά την τοποθέτηση εξαρτημάτων στον πίνακα πρωτοτύπων.

   • Χρήση πρωτοπόρου (Μέρος 1)
   • Χρήση πρωτοπόρου (Μέρος 2)
   • Χρήση πρωτοπόρου (Μέρος 3)

Για γρηγορότερες απαντήσεις σε ερωτήσεις: Ρωτήστε τον ειδικό

Προμήθειες

Απαιτούμενα αναλώσιμα:

• (1) 7404 - Πύλες Hex Inverter/NOT
• (3) 7408 - Τετραπλές πύλες AND 2 εισόδων
• (2) 7411 - Τριπλές πύλες AND 3 εισόδων
• (2) 7432 - Τετραπλές πύλες OR 2 εισόδων
• (4) 7448 - Πρόγραμμα οδήγησης οθόνης επτά τμημάτων
• (2) 7486 - Τετραπλές πύλες EXOR 2 εισόδων
• (4) Άντρας 74Α
• (1) Δίοδος εκπομπής φωτός (LED)
• (8) Διακόπτες SPDT
• Πίνακας (-οι) πρωτοτυπίας
• Καλώδια σύνδεσης
• Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος

Σημαντικά φύλλα δεδομένων:

Βήμα 1: Δημιουργήστε ένα κύκλωμα μισού αθροιστή όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα

Σημειώσεις: Συνδέστε τον πείρο Vcc σε κάθε τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο 5V στον πίνακα πρωτοτύπων. Συνδέστε τον πείρο GND σε κάθε τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο gnd στον πίνακα πρωτοτύπων.

Βήμα 2: Κατασκευάστε τρία κυκλώματα πλήρους προσθήκης όπως εμφανίζονται στο παρακάτω σχήμα. Κατασκευάστε τα κοντά στο μισό αθροιστή από το βήμα 1

Σημειώσεις: Συνδέστε τον πείρο Vcc σε κάθε προστιθέμενο τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο 5V στον πίνακα πρωτοτύπων. Συνδέστε τον πείρο GND σε κάθε προστιθέμενο τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο gnd στον πίνακα πρωτοτύπων.

Βήμα 3: Δημιουργήστε το Adder 4-bit με τη σύνδεση των 3 πλήρων προσθηκών και του 1 μισού αθροιστή όπως εμφανίζεται στο διάγραμμα μπλοκ

Ο αθροιστής 4-bit μου περικλείεται από ένα κόκκινο τετράγωνο στην παραπάνω εικόνα.

Σημείωση: Το κύκλωμα προσθήκης 4-bit μου έχει επιπλέον καλώδια για άλλα μέρη του κυκλώματος που θα συζητήσουμε σε επόμενα βήματα.

Βήμα 4: Δημιουργήστε το 4-bit Binary-to-BCD Circuit Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχηματικό διάγραμμα. Συνδέστε το 4-bit Binary-to-BCD Circuit στο 4-bit Adder Όπως φαίνεται στο Block Diagram στην αρχή αυτού του Instructable

Το κύκλωμά μου 4 δυαδικών δυαδικών σε BCD εμφανίζεται στο κόκκινο πλαίσιο στην παραπάνω εικόνα.

Σημειώσεις:

• Συνδέστε τον πείρο Vcc σε κάθε προστιθέμενο τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο 5V στον πίνακα πρωτοτύπων.
• Συνδέστε τον πείρο GND σε κάθε προστιθέμενο τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο gnd στον πίνακα πρωτοτύπων.
• Το 4-bit δυαδικό σε BCD κύκλωμά μου έχει επιπλέον καλώδια για άλλα μέρη του κυκλώματος που θα συζητήσουμε σε επόμενα βήματα.

Βήμα 5: Κατασκευάστε 4 Οθόνη επτά τμημάτων με κυκλώματα προγράμματος οδήγησης όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Συνδέστε το Two Seven-segment στο 4-bit Adder και το Two στο 4-bit Binary-to-BCD Converter Όπως φαίνεται στο Block Diagram στην αρχή αυτού του Instructable

Η οθόνη μου με επτά τμήματα με κυκλώματα προγράμματος οδήγησης εμφανίζονται στα κόκκινα πλαίσια στην παραπάνω εικόνα.

Σημειώσεις:

• Συνδέστε τον πείρο Vcc σε κάθε προστιθέμενο τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο 5V στον πίνακα πρωτοτύπων.
• Συνδέστε τον πείρο GND σε κάθε προστιθέμενο τσιπ που χρησιμοποιείται στο δίαυλο gnd στον πίνακα πρωτοτύπων.
• Η οθόνη μου επτά τμημάτων με κυκλώματα προγράμματος οδήγησης που είναι συνδεδεμένα με τον αθροιστή 4-bit έχουν επιπλέον καλώδια για άλλα μέρη του κυκλώματος που θα συζητήσουμε στα επόμενα βήματα.

Βήμα 6: Συνδέστε 8 διακόπτες SPDT στη γείωση και το Vcc όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Στη συνέχεια, συνδέστε τους 8 διακόπτες SPDT στα δύο κυκλώματα οθόνης και προγραμμάτων οδήγησης δύο κάτω τριών τμημάτων καθώς και στο κύκλωμα Adder 4-bit όπως εμφανίζεται στο διάγραμμα μπλοκ

Βήμα 7: Συνδέστε μια λυχνία LED στην έξοδο Co3 του κυκλώματος μετατροπέα δυαδικού-σε-BCD 4-bit, όπως φαίνεται στο διάγραμμα μπλοκ, την αρχή αυτού του οδηγού

Το LED μου εμφανίζεται στα κόκκινα πλαίσια στην παραπάνω εικόνα.

Σημείωση: Οι λυχνίες LED δεν είναι διπολικές. Πρέπει να συνδεθούν σωστά για να λειτουργήσουν. Ακολουθήστε το σχηματικό στην αρχή αυτού του οδηγού και θα πρέπει να είστε εντάξει.