Kipima muda cha yai ya IC: Hatua 11 (na Picha)

2025 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2025-01-23 15:11

Iliundwa na: Gabriel Chiu

Maelezo ya jumla

Mradi huu unaonyesha misingi ya mantiki ya dijiti, sifa za kipima muda cha NE555, na inaonyesha jinsi nambari za binary zinahesabiwa. Vipengele vilivyotumiwa ni: kipima muda cha NE555, kaunta ya biti 12-mbili, milango miwili ya pembejeo 2 ya NOR, pembejeo 4 NA lango, pembejeo 2 NA lango, na pembejeo 2 AU lango. Milango ya mantiki, NOR, NA, na AU huja kwa TTL na sawa na CMOS ambazo zinaweza kupatikana kwenye Elektroniki ya Lee. Mradi huu ni kipima saa rahisi cha yai na mipangilio miwili: ngumu au laini iliyochemshwa na inakuja na kazi ya kuweka upya.

Sehemu na Zana

• Bodi ya mkate ya 1x (Nambari ya Lee: 10516)

• Betri ya 1x 9V (Nambari ya Lee: 8775, au 16123)

  KUMBUKA: Mzunguko huu pia unaweza kufanya kazi kwa kutumia nguvu za 5V. USIPITE 9V KWANI INAWEZA KUHARIBU CHIPI ZA IC

• Mmiliki wa betri ya 1x 9V (Nambari ya Lee: 657 au 6538 au 653)
• Waya thabiti wa kuunganisha (Nambari ya Lee: 2249)
• Jumper Wire (Nambari ya Lee: 10318 au 21805)
• Viongozi wa Mtihani wa Alligator (Nambari ya Lee: 690)
• 3x Swichi za kugusa (Nambari ya Lee: 31241 au 31242)
• 1x NE555 Timer (Nambari ya Lee: 7307)
• 1x kaunta ya kukokotoa 12-bit CMOS 4040 (Nambari ya Lee: 7210)
• Uingizaji wa Dual Quad na mlango wa CMOS 4082 (Nambari ya Lee: 7230)
• Pembejeo ya 1x Quad 2 NA lango CMOS 4081 (Nambari ya Lee: 7229)
• 2x Quad 2-ingiza NOR lango CMOS 4001 au 74HC02 (Nambari ya Lee: 7188 au 71692)
• 1x Quad 2-Ingiza AU lango 74HC32 (Nambari ya Lee: 71702)
• Vipimo vya 3x 1k OHM ¼ watt (Nambari ya Lee: 9190)
• Vipimo vya 2x 150k OHM ¼ watt (Nambari ya Lee: 91527)
• 1x 10nF (0.01UF) capacitor (Nambari ya Lee: 8180)
• 1x 4.7UF Capacitor (Nambari ya Lee: 85)
• 1x 1N4001 Diode (Nambari ya Lee: 796)
• 1x Buzzer 3-24V DC Inaendelea (Nambari ya Lee: 4135)

Zana

Vipande vya waya vya 1x (Nambari ya Lee: 10325)

Hatua ya 1: Kuanzisha Bodi yako

Kuanzisha bodi yako kwa mradi huu ni muhimu. Usanidi huu ni kuhakikisha kuwa reli zote za umeme (Mstari mwekundu na bluu) zinaendeshwa.

1. Utahitaji kutumia waya wa kuruka kuunganisha vituo viwili vya ndizi vilivyo juu ya ubao kwenye ubao wa mkate yenyewe. Hii itasaidia kwa kuambatisha betri yako au chanzo cha nguvu.
2. Kama ilivyo kwenye Kielelezo 1 hapo juu, weka waya mwekundu wa kuunganisha ili kuunganisha laini za reli nyekundu pamoja.
3. Tumia waya mweusi kujiunga na laini za reli ya bluu pamoja. (Nilikuwa waya mweusi, lakini waya wa samawati ni sawa)

MUHIMU!: Hakikisha kwamba yoyote ya mistari nyekundu HAIJAunganishwa na mistari ya samawati. Hii itafupisha mzunguko na ITATEKETEA BODI YAKO YA KIKUNDI, NA KUHARIBU MAWIMU YAKO NA BATARI.

HAKIKISHA KWAMBA BODI YAKO HAINA NGUVU WEWE Wiring! HII INAWEZA KUSABABISHA Uharibifu wa Ajali kwa vifaa vyako

Kabla ya kuanza, tutatumia idadi kubwa ya chips za IC kwenye ubao wetu wa mkate, kwa hivyo nitakuwa nikitoa maeneo ya mahali kwenye ubao wa mkate kuweka vifaa kwa nafasi nzuri na rahisi.

IC nyingi zina kiashiria kwenye chip kuonyesha mahali mwelekeo wa mbele au mbele uko. Chip inapaswa kuwa na notch kidogo kuonyesha ambapo mbele ya chip iko, kama inavyoonyeshwa kwenye Kielelezo 2.

(Ikiwa unatamani kujua juu ya mzunguko mdogo wa LED kwenye kona nenda mwisho kabisa. Nitakuonyesha ni kwanini iko na inafanya kazije)

Hatua ya 2: Kuweka Timer

Kipima muda hiki hutuma mapigo kila sekunde kwa kaunta ambayo tutatumia katika hatua inayofuata. Kwa sasa, tutazingatia kuanzisha kwa usahihi Kipima muda cha NE55. Nilitumia kikokotoo cha kipima muda cha NE555 kupata kikaidi na maadili ya kiufundi yanayohitajika kuweka kipindi kuwa sekunde 1. Hii itahakikisha kwamba kaunta inahesabu kwa sekunde.

1. Weka kifaa cha kipima muda cha NE555 cha IC kwenye ubao wa mkate ili pini za mbele ziwe kwenye kiwango cha namba 5 upande wa kushoto wa ubao wa mkate
2. Unganisha Pin 8 kwenye reli nyekundu
3. Unganisha Pin 1 kwenye reli ya Bluu
4. Unganisha Pini 7 kwenye laini ya Reli Nyekundu na moja ya kontena la 150k OHM

5. Unganisha Pini 7 hadi Pini 2 ukitumia kipinzani kingine cha 150k OHM na 1N4001 Diode

   • Hakikisha kuwa laini ya diode inakabiliwa na Pini 2 kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro
   • Usijali juu ya mwelekeo ambao kontena inakabiliwa
6. Unganisha Pin 6 hadi Pin 2 vile vile ukitumia waya au jumper
7. Unganisha Pin 5 kwa laini ya reli ya Bluu ukitumia capacitor ya 10nF
8. Unganisha Pini 2 kwa laini ya reli ya Bluu ukitumia capacitor ya 4.7uF
9. Hakikisha kuwa waya iliyo upande wa kuashiria laini imeunganishwa na reli ya Bluu au sivyo capacitor iko nyuma
10. Unganisha Pin 4 kwenye laini ya Reli nyekundu ukitumia waya kuzima kazi ya kuweka upya
11. Mwishowe, weka jumper kwenye Pin 3 kwa hatua inayofuata.

Hatua ya 3: Kuanzisha Kaunta

Hii ndio sehemu muhimu zaidi ya mfumo mzima la sivyo utapata zaidi ya yai tu la kuchemsha!

1. Weka chip ya CMOS 4040 Counter IC kwenye ubao wa mkate, baada ya chip ya N555 Timer, kwa hivyo pini za mbele ziko kwenye kiwango cha nambari 10
2. Unganisha Pin 16 kwenye reli nyekundu
3. Unganisha Pin 8 kwa reli ya Bluu
4. Unganisha Pin 10 kwa Pato la Timer ya NE555 (Pin 3 kwenye NE555) uliyoiacha katika hatua ya awali
5. Acha Pin 11 kwa kazi ya kuweka upya

Hatua ya 4: Kutayarisha Akili za Mfumo

Hatua za kwanza za kuanzisha akili za mfumo huu ni kuuliza swali: Je! Tunataka mayai yetu kupika hadi lini?

Mfumo una mipangilio miwili ya kupikia; ya kuchemsha ngumu, na ya kuchemsha laini. Walakini, sehemu ngumu ni kwamba mifumo ya dijiti (hata kompyuta zako) huhesabu kwa nambari za binary, kwa hivyo 1 na 0. kwa hivyo tunahitaji kubadilisha nambari zetu za kawaida za desimali kuwa nambari za binary.

MUDA WA BAADHI YA KUPIGA SIMU

Kubadilishwa kwa desimali kuwa binary kunachukua hatua rahisi za mgawanyiko.

1. Chukua namba yako na ugawanye kwa 2
2. Kumbuka matokeo na salio kutoka kwa mgawanyiko
3. Salio huenda kwa kwanza
4. Gawanya matokeo yako kwa 2

5. Rudia hatua 2 hadi 4 kwa kila mfuatano hadi matokeo yako yawe sifuri.

   KUMBUKA: NAMBA ZA MABINAKA ZINASOMWA KUANZIA KULIA KUSHOTO KWA KIASI KIASI # 1 NDIYO Nambari sahihi zaidi

Mfano, kwa nambari ya decimal: 720

Rejea jedwali hapo juu

Kwa hivyo, nambari inayotokana na binary ni 0010 1101 0000. Niliweka nambari ya binary katika vikundi vya 4 kwa nafasi hata na kulinganisha kaunta yetu ya 12-bit.

Kupata nyakati zetu

Kwa mradi huu nilichagua dakika 3 za kuchemshwa laini, na dakika 6 za kuchemshwa ngumu. Nyakati hizi zinahitaji kubadilishwa kuwa sekunde ili zilingane na kasi ya kipima muda chetu cha NE555 na kaunta yetu.

Kuna sekunde 60 kwa dakika 1.

Kwa hivyo, dakika 3 zinageuka kuwa sekunde 180 na dakika 6 zinageuka sekunde 360

Ifuatayo, tunahitaji kuibadilisha kuwa ya binary.

Kutumia njia ya kubadilisha decimal kuwa binary, tunapata:

Sekunde 360 0001 0110 1000

Sekunde 180 0000 1011 0100

Hatua ya 5: Kuweka pembejeo 4 na Lango la CMOS 4082

Hatimaye tunaweza kuanza kuanzisha akili za mfumo kwenye ubao wetu wa mkate. Kwanza, pembejeo 4 NA lango. Lango hili linahitaji pembejeo zote lazima ziwe 1 kabla ya pato kuwa 1 yenyewe. Kwa mfano, ikiwa tulichagua dakika 3; bits 3, 5, 6, na 8 lazima ziwe 1 kabla ya lango NA inaweza kutoa 1. Hii itafanya mfumo wetu usumbue tu kwa nyakati maalum.

1. Weka kipengee cha kuingiza CMOS 4082 4 na Chip ya IC IC kwenye ubao wa mkate baada ya Counter ya CMOS 4040 kwa hivyo pini za mbele ziko kwenye kiwango cha nambari 20
2. Unganisha Pin 14 kwenye reli nyekundu
3. Unganisha Pin 7 kwenye reli ya Bluu
4. Unganisha Pini 2-5 kwenye pini za Counter kama inavyoonyeshwa na mchoro hapo juu
5. Fanya vivyo hivyo kwa Pini 12-9
6. Pini 6 na 8 Hazitatumiwa kwa hivyo unaweza kuziacha peke yake

Hatua ya 6: Kuweka vifungo vya kushinikiza na Latches

Huu ndio udhibiti kuu na sehemu nyingine muhimu ya mfumo!

Kwanza hebu tuanze na dhana ya latches. Kielelezo 3 ni mchoro wa mzunguko wa nini moja ya latches yetu itaonekana kama kutumia milango yetu ya CMOS 4001 NOR.

Wakati pembejeo moja imewashwa (ikipewa mantiki ya juu au 1), mfumo utabadilisha ni pato lipi LIMEWASHWA na kuliwasha. Wakati pembejeo nyingine imewashwa, mfumo utabadilika tena na kuweka pato jipya kwenye.

Sasa kuitumia kwenye mzunguko wetu!

Latch ya kwanza itakuwa ya pato la Ingizo-4 na tukaunganisha waya.

1. Weka chip ya CMOS 4001 NOR Gate IC kwenye ubao wa mkate baada ya Kuingiza kwa CMOS 4082 4 NA lango ili pini za mbele ziko kwenye nambari 30
2. Unganisha Pin 14 kwenye reli nyekundu
3. Unganisha Pin 7 kwenye reli ya Bluu
4. Unganisha Pin 1 hadi Pin 1 ya NA
5. Unganisha Pini 2 na 4 pamoja
6. Unganisha Pini 3 na 5 pamoja
7. Unganisha Pin 13 kwa Pin 13 ya NA mlango
8. Unganisha Pini 12 na 10 pamoja
9. Unganisha Pini 11 na 9 pamoja
10. Unganisha Pini 6 na 8 pamoja, tutazitumia baadaye kwa kazi ya kuweka upya.

Hatua ya 7: Kuweka vifungo vya kushinikiza na Latches Cont

Ifuatayo ni latch ya pili na vifungo!

Hizi tutaweka kwenye nusu ya kulia ya bodi ili iwe rahisi kushinikiza vifungo na kuweka mahitaji yetu ya mzunguko na kutengwa. Vifungo pia hutumia latch kuweka na kuweka upya mipangilio iliyochaguliwa.

1. Weka vifungo vyako (swichi za kugusa) kwenye bodi yako

2. Funga vifungo kama skimu juu

   Vipinga vilivyotumika ni vipingaji vya 1k OHM

3. Weka waya kwa CMOS 4001 kama tulivyofanya hapo awali kwa latch ya kwanza lakini badala yake tunaunganisha vifungo kwa pembejeo za CMOS 4001

   Kielelezo 4 kinatumia sawa na 74HC02 NOR

SASA TUNAENDELEA KUTUMIA HIYO VITUO VYA KUWEKA UPYA NA KUWEKA PENGELEZO KUTUMIA!

1. Unganisha kitufe cha kuweka upya kwa maeneo mengine ya kuweka upya kwenye mfumo

   • Rejea picha kwenye hatua za awali kwa maeneo
   • Utahitaji kutumia waya nyingi za kuruka kuunganisha pini zote pamoja
2. Matokeo ya kifungo cha kuchemsha na laini-laini kutoka kwa latch itatumika katika hatua inayofuata

Hatua ya 8: Kuanzisha CMOS 4081 2-Ingiza na Lango

Sehemu hii inashughulikia uthibitisho wa mipangilio gani tuliyochagua. Pato litawashwa tu wakati pembejeo zote mbili ni sahihi. Hii itaruhusu moja tu ya mipangilio kuamsha kengele mwishoni.

1. Weka chip ya CMOS 4081 NA Gate IC kwenye ubao wa mkate baada ya chipu yetu ya kwanza ya latch ili pini za mbele ziwe kwenye kiwango cha nambari 40 upande wa kulia na upande wa kushoto wa ubao wa mkate
2. Unganisha Pin 14 kwenye reli nyekundu
3. Unganisha Pin 7 kwenye reli ya Bluu
4. Unganisha matokeo ya latches mbili kwa pembejeo za milango ya NA (Rejea Hatua ya 6: Kuweka vifungo vya Push na Latches)
5. Fanya hivi kwa mipangilio yote ya kuchemsha na ya kuchemsha.

Hatua ya 9: Kumaliza Mfumo

Kugusa mwisho kwa mfumo. Mlango wa AU unaruhusu pembejeo kuwasha pato.

1. Weka chip ya 74HC32 AU Lango IC kwenye ubao wa mkate, baada ya pembejeo ya CMOS 4081 2 NA Lango, kwa hivyo pini za mbele ziko kwenye kiwango cha nambari 50 upande wa kulia na upande wa kushoto wa ubao wa mkate.
2. Unganisha Pin 14 kwenye reli nyekundu
3. Unganisha Pin 7 kwenye reli ya Bluu
4. Chukua matokeo mawili kutoka kwa Hatua ya 7 na uwaunganishe na pembejeo za Chip ya 74HC32 (Pini 1 na 2)
5. Unganisha pato (PIN 3) kwa waya mwekundu wa buzzer
6. Unganisha waya mweusi wa buzzer kwenye laini ya reli ya Bluu

Umemaliza

Unganisha betri na mmiliki wa betri na uweke waya mwekundu kwenye kituo cha ndizi nyekundu cha ubao wa mkate na waya mweusi kwenye kituo cha ndizi nyeusi cha ubao wa mkate ili kuiwasha. Kwa utendakazi wa kipima muda, kwanza gonga upya kisha uchague chaguo lako kila wakati unapotaka kuanza wakati mpya kwa sababu kipima muda cha NE555 kinafanya kazi kila wakati na kitaweka mfumo wa kuhesabu ikiwa kitufe cha kuweka upya hakijasisitizwa kwanza

Maboresho ya baadaye

Mzunguko huu sio mzunguko kamili wa 100%. Kuna mambo ambayo ningependa kuboresha:

1. Hakikisha kwamba kipima muda na kaunta ya NE555 huanza tu kuhesabu baada ya uchaguzi kufanywa
2. Kuwa na mfumo upya baada ya kila kengele iliyokamilishwa
3. Hakikisha kuwa chaguo moja tu inaweza kuchaguliwa kwa wakati mmoja, kwa sasa chaguo zote mbili zinaweza kuchaguliwa
4. Safisha mzunguko ili kufanya mtiririko uwe rahisi kufuata na kuelewa
5. Kuwa na sehemu au mfumo unaoonyesha ni chaguo lipi lililochaguliwa na wakati wa sasa wa kipima muda

Hatua ya 10: Video ya Operesheni

Nilibadilisha buzzer na mzunguko mdogo wa mtihani. LED itabadilika kutoka nyekundu hadi kijani wakati itasababisha kengele.

Hatua ya 11: BONUS Mzunguko wa Sehemu ya Mtihani

Kwa hivyo… una hamu ya kweli juu ya kipande hiki kidogo cha vifaa.

Picha hapo juu zinaonyesha jinsi inavyoonekana kwenye ubao na mchoro wa skimu ya mzunguko. Mzunguko huu unaitwa mzunguko wa kupima mantiki. Hii inaweza kujaribu ikiwa matokeo ya IC au matokeo ya dijiti ni ya juu (1) au ya chini (0).

Mzunguko huu hutumia dhana ya kimsingi ya diode na umeme wa sasa. Umeme hutiririka kutoka kwa uwezo mkubwa hadi chini kama mto, lakini unaweza kuwa unauliza, uwezo huo hubadilikaje? Uwezo wa matone ya mzunguko baada ya kila sehemu. Kwa hivyo, kwa mwisho mmoja wa kontena, kwa mfano, atakuwa na uwezo wa juu kisha upande wa pili. Tone hii inaitwa kushuka kwa voltage na husababishwa na sifa za kinzani na inapatikana kupitia sheria ya Ohm.

Sheria ya Ohm: Voltage = Upinzani wa sasa x

Diode pia zina kushuka kwa voltage juu yao ambayo hupunguza voltage zaidi unapoendelea na mzunguko. Hii inaendelea hadi utakapopiga alama ya ardhi hii inawakilisha uwezo wa sifuri au voltage sifuri.

Sasa swali, je! Mzunguko huu unajaribuje mantiki ya juu (1) au mantiki ya chini (0)?

Kweli, tunapounganisha pato lolote la mantiki kwa nukta kati ya LED mbili huweka uwezo wa voltage wakati huo. Kutumia misingi ya diode kwa sababu LED ni Diode za Kutoa Mwanga na kufuata kanuni zile zile, diode huruhusu sasa mtiririko kwa mwelekeo mmoja. Ndio maana unapoweka waya kwa nyuma hazitawasha.

Athari ya hatua hii katikati ya LED mbili husababisha tabia hii kutokea. Wakati hatua ni ya juu ya mantiki (1), uwezo wa volt 5 umewekwa wakati huo na kwa kuwa uwezo wa voltage kabla ya RED LED iko chini kuliko uwezo kwenye eneo la majaribio basi RED LED haitawasha. Walakini, LED ya KIJANI itawasha. Hii itaonyesha kuwa chochote unachojaribu ni kwa kiwango cha juu cha mantiki (1).

Na kinyume chake, wakati hatua ya mtihani iko chini ya mantiki (0) kutakuwa na uwezo wa voltage sifuri katika eneo la majaribio. Hii itaruhusu tu RED LED kuwasha, kuonyesha kwamba hatua yoyote unayojaribu kujaribu iko chini ya mantiki.