วงจรอย่างง่ายโดยใช้ IC 7400 NAND Gates

ในบทความนี้เราจะพูดถึงแนวคิดเกี่ยวกับวงจรต่างๆที่สร้างขึ้นโดยใช้ประตู NAND จาก IC เช่น IC 7400, IC 7413, IC 4011 และ IC 4093 เป็นต้น

IC 7400, IC 7413 ข้อมูลจำเพาะ

I.C.s 7400 และ 7413 เป็น DIL ICs 14 พินหรือ '14 pin Dual In Line Integrated Circuits' โดยที่พิน 14 คือแหล่งจ่ายไฟบวก V + และพิน 7 คือขั้วลบกราวด์หรือพิน 0 V

อินพุตที่จ่ายให้กับพิน 14 และ 7 จะไม่แสดงในภาพวาดเพื่อความเรียบง่าย แต่ขอแนะนำว่าอย่าลืมเชื่อมต่อพินเหล่านี้มิฉะนั้นวงจรจะไม่ทำงาน!

วงจรทั้งหมดทำงานโดยใช้แหล่งจ่ายไฟ 4.5 V หรือ 6 V DC อย่างไรก็ตามแรงดันไฟฟ้าทั่วไปอาจเป็น 5 โวลต์ สามารถรับแหล่งจ่ายไฟหลักที่ขับเคลื่อนด้วย 5 V ได้จากตัวเลือกต่างๆ

4 ประตูของ 7400 นั้นเหมือนกันทุกประการกับสเปค:

• เกต A พิน 1, 2 อินพุท, ขา 3 เอาท์พุท
• เกต B พิน 4, 5 อินพุท, ขา 6 เอาท์พุท
• เกต C พิน 10, 9 อินพุท, ขา 8 เอาท์พุท
• ขาประตู D 13, 12 อินพุตขาออก 11 ขา

คุณอาจพบวงจรเฉพาะที่ระบุว่าออสซิลเลเตอร์ใช้ประตู A และ B อย่างไรก็ตามนี่ก็หมายความว่าสามารถออกแบบได้โดยใช้ประตู A และ C, B และ C หรือ C และ D เช่นกันโดยไม่มีปัญหาใด ๆ

รูปที่ 1 แสดงวงจรลอจิกของ 7400 I.C. ของคุณ รูปที่ 2 แสดงให้เห็นถึงการแสดงสัญลักษณ์ลอจิกสำหรับประตูเดียวโดยทุกเกตมักจะเป็น '2 Input NAND Gate'

การกำหนดค่าภายในที่มีแต่ละประตูจะแสดงในรูปที่ 3 7400 เป็น TTL ลอจิก I.C. ซึ่งหมายความว่ามันทำงานโดยใช้ 'ทรานซิสเตอร์ - ทรานซิสเตอร์ - ลอจิก' ทุกประตูใช้ทรานซิสเตอร์สี่ตัวทุกๆ 7400 ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 4 x 4 = 16 ตัว

ลอจิกเกตประกอบด้วยสถานะคู่หนึ่งขึ้นอยู่กับระบบไบนารี 1 หรือ 'สูง' โดยทั่วไปคือ 4 โวลต์และ 0 (ศูนย์) หรือ 'ต่ำ' โดยทั่วไปคือ 0 โวลต์ ในกรณีที่ไม่ได้ใช้ขั้วประตู ที่อาจสอดคล้องกับ 1 อินพุต

หมายถึงพินประตูเปิดอยู่ที่ระดับ 'สูง' เมื่อขาอินพุตประตูเชื่อมต่อกับกราวด์หรือสาย 0 โวลต์อินพุตจะกลายเป็น 0 หรือลอจิกต่ำ

ประตู NAND เป็นการผสมผสานของเกต 'NOT และ AND' เมื่ออินพุตทั้งสอง (และฟังก์ชัน) อยู่ที่ลอจิก 1 เอาต์พุตคือเอาต์พุต NOT ซึ่งเป็น 1

เอาต์พุตจากประตู NOT จะเป็น 0V เพื่อตอบสนองต่อสัญญาณอินพุต 1 หรืออินพุต + อินพุตหมายความว่าเอาต์พุตจะเป็นลอจิก Zero เมื่ออินพุตอยู่ที่ระดับ + แหล่งจ่าย

สำหรับ NAND gate เมื่ออินพุตทั้งสองเป็นลอจิก 0 เอาต์พุตจะเปลี่ยนเป็นลอจิก 1 ซึ่งเหมือนกับการตอบสนอง NOT gate อาจดูยากที่จะเข้าใจว่าเหตุใดเอาต์พุตจึงเป็น 1 เมื่ออินพุตอยู่ที่ 0 และในทางกลับกัน

สามารถอธิบายได้ด้วยวิธีนี้

สำหรับการสลับสถานะฟังก์ชัน AND จะต้องเกิดขึ้นนั่นคือแต่ละอินพุตต้องแปลงสำหรับการสลับสถานะ

สิ่งนี้เกิดขึ้น แต่เพียงผู้เดียวเมื่ออินพุตทั้งสองเปลี่ยนเป็น 0 ถึง 1 ประตู 7400 เป็นประตู NAND อินพุต 2 ประตู แต่ประตู NAND อินพุต 3 ตัว 7410 IC, 4 ประตู NAND อินพุต 7420 และยังสามารถจัดหา NAND เกต 7430 8 อินพุตจากตลาด .

เกี่ยวกับ 7430 ประตูอินพุต 8 ตัวจะเปลี่ยนสถานะก็ต่อเมื่ออินพุต 8 ตัวแต่ละตัวเป็น 1 หรือ 0

เมื่ออินพุต 8 ตัวของ 7430 เป็น 1,1,1,1,1,1,1,0 ดังนั้นเอาต์พุตจะยังคงเป็น 1 การเปลี่ยนสถานะจะไม่เกิดขึ้นตราบใดที่อินพุตทั้ง 8 ไม่มีตรรกะที่เหมือนกัน .

แต่ทันทีที่อินพุตสุดท้ายเปลี่ยนจาก 0 เป็น 1 เอาต์พุตจะเปลี่ยนจาก 1 เป็น 0 เทคนิคที่ทำให้เกิด 'การเปลี่ยนแปลงสถานะ' เป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจการทำงานของวงจรลอจิก

จำนวนพินที่ลอจิก IC โดยทั่วไปอาจมีคือ 14 หรือ 16 A 7400 ประกอบด้วยประตู NAND สี่ตัวโดยมีขาอินพุต 2 ขาและขาเอาท์พุท 1 ขาสำหรับแต่ละประตูและยังมีหมุดคู่หนึ่งสำหรับอินพุตแหล่งจ่ายไฟพิน 14 และพิน 7

IC 7400 ตระกูล

สมาชิกคนอื่น ๆ ในตระกูล 7400 อาจมาพร้อมกับพินอินพุตที่สูงกว่าเช่นประตู NAND อินพุต 3 ตัว, ประตู NAND อินพุต 4 ตัวและเกต NAND อินพุต 8 ตัวที่มีตัวเลือกการรวมอินพุตเพิ่มเติมสำหรับแต่ละเกต ดังตัวอย่าง IC 7410 เป็นตัวแปรของ NAND gates 3 อินพุตหรือ 'Triple 3 input NAND gate'

IC 7420 เป็นตัวแปรของประตู NAND อินพุต 4 ตัวและเรียกอีกอย่างว่า 'ประตู NAND อินพุต 4 อินพุตคู่' ในขณะที่ IC 7430 เป็นสมาชิกที่มีอินพุต 8 ตัวและเรียกว่าประตู NAND อินพุต 8 ช่อง

การเชื่อมต่อ NAND Gate พื้นฐาน

แม้ว่า IC 7400 จะมีเฉพาะประตู NAND แต่ก็สามารถเชื่อมต่อ NAND gates ได้หลายวิธี

สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถแปลงเป็นประตูรูปแบบอื่นเช่น:
(1) อินเวอร์เตอร์หรือประตู 'ไม่'
(2) ประตู AND
(3) ประตู OR
(4) ประตู NOR

IC 7402 คล้ายกับ 7400 แม้ว่าจะประกอบด้วย 4 ประตู NOR ในทำนองเดียวกันกับ NAND คือการรวมกันของ 'NOT plus AND', NOR เป็นการผสมผสานระหว่าง 'NOT plus OR'

7400 เป็น IC ที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างยอดเยี่ยมซึ่งพบได้จากวงจรต่อไปนี้ในคู่มือการใช้งาน

เพื่อช่วยให้คุณเข้าใจฟังก์ชันการทำงานของ NAND gate ได้อย่างเต็มที่ตาราง TRUTH จะแสดงไว้ด้านบนสำหรับ 2 อินพุต NAND gate

ตารางความจริงที่เท่ากันสามารถประเมินได้สำหรับลอจิกเกตใดก็ได้ ตารางความจริงสำหรับประตูอินพุต 8 เช่น 7430 ค่อนข้างซับซ้อนกว่า

วิธีทดสอบ NAND Gate

ในการตรวจสอบ IC 7400 คุณสามารถใช้พลังงานกับพิน 14 และ 7 ให้พิน 1 และ 2 เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟบวกซึ่งจะแสดงเอาต์พุตเป็น 0

ถัดไปโดยไม่ต้องเปลี่ยนการเชื่อมต่อพิน 2 ให้เชื่อมต่อพิน 1 ถึง 0 โวลต์ ซึ่งจะทำให้อินพุตกลายเป็น 1, 0 ซึ่งจะทำให้เอาต์พุตเปลี่ยนเป็น 1 ทำให้ LED สว่างขึ้น ตอนนี้เพียงแค่สลับการเชื่อมต่อพิน 1 และพิน 2 เพื่อให้อินพุตกลายเป็น 0, 1 สิ่งนี้จะเปลี่ยนเอาต์พุตเป็นลอจิก 1 โดยปิด LED

ในขั้นตอนสุดท้ายให้เชื่อมต่อพินอินพุต 1 และ 2 เข้ากับกราวด์หรือ 0 โวลต์เพื่อให้อินพุตอยู่ที่ลอจิก 0, 0 การดำเนินการนี้จะเปลี่ยนเอาต์พุตเป็นลอจิกสูงหรือ 1 อีกครั้งโดยเปิดสวิตช์ LED การเรืองแสงของ LED หมายถึงระดับลอจิก 1

เมื่อ LED ดับสิ่งนี้จะแนะนำระดับลอจิก 0 การวิเคราะห์อาจทำซ้ำสำหรับประตู B, C และ D

หมายเหตุ: แต่ละวงจรที่พิสูจน์แล้วที่นี่ทำงานร่วมกับตัวต้านทาน 1 / 4W 5% - โดยทั่วไปตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าทั้งหมดจะได้รับการจัดอันดับ 25V

หากวงจรไม่ทำงานคุณอาจดูการเชื่อมต่อความเป็นไปได้ของ IC ที่ผิดพลาดอาจไม่น่าเป็นไปได้สูงเมื่อเทียบกับการเชื่อมต่อพินที่ไม่ถูกต้อง การเชื่อมต่อของประตู NAND ที่แสดงด้านล่างนี้อาจเป็นขั้นพื้นฐานที่สุดและทำงานได้โดยใช้เพียง 1 เกตของ 7400

1) ไม่ใช่ประตูจากประตู NAND

เมื่อพินอินพุตของเกต NAND ลัดวงจรซึ่งกันและกันวงจรจะทำงานเหมือนอินเวอร์เตอร์หมายความว่าตรรกะของเอาต์พุตจะแสดงตรงกันข้ามกับอินพุตเสมอ

เมื่อพินอินพุตสั้นของประตูเชื่อมต่อกับ 0V เอาต์พุตจะเปลี่ยนเป็น 1 และในทางกลับกัน เนื่องจากการกำหนดค่า 'NOT' ให้การตอบสนองที่ตรงข้ามกับอินพุตและพินเอาต์พุตดังนั้นชื่อ NOT gate วลีนี้เป็นวลีที่เหมาะสมในทางเทคนิค

2) การสร้าง AND Gate จาก NAND Gate

เนื่องจากประตู NAND เป็นประตูชนิด 'NOT AND' ดังนั้นในกรณีที่ประตู 'NOT' ถูกนำมาใช้หลังจากประตู NAND วงจรจะเปลี่ยนเป็นประตู 'NOT NOT AND'

เชิงลบสองสามข้อก่อให้เกิดผลบวก (แนวคิดที่นิยมในแนวคิดทางคณิตศาสตร์ด้วย) ตอนนี้วงจรกลายเป็นประตู 'AND' ตามที่แสดงด้านบน

3) การสร้างหรือประตูจาก NAND Gates

การใส่เกต NOT ก่อนอินพุตเกต NAND แต่ละตัวจะสร้าง OR gate ตามที่แสดงด้านบน โดยปกติจะเป็น 2 -input OR gate

4) การสร้าง NOR Gate จาก NAND Gates

ในการออกแบบก่อนหน้านี้เราได้สร้าง OR gate จาก NAND gates ในความเป็นจริงประตู NOR กลายเป็นประตู NOT หรือเมื่อเราเพิ่มประตูพิเศษ NOT หลังจากประตู OR ดังที่แสดงด้านบน

5) เครื่องทดสอบระดับลอจิก

วงจรทดสอบระดับลอจิกนี้สามารถสร้างผ่านเกต 7400 NAND เดียวเป็นอินเวอร์เตอร์หรือไม่ใช่เกตสำหรับระบุระดับลอจิก ใช้ไฟ LED สีแดงสองดวงเพื่อแยกแยะระดับลอจิกของ LED 1 และ LED 2

ขา LED ที่ยาวกว่าจะกลายเป็นขั้วลบหรือขาลบของ LED เมื่ออินพุตอยู่ที่ระดับลอจิก 1 หรือสูง LED 1 จะส่องสว่างอย่างเป็นธรรมชาติ

พิน 3 ซึ่งเป็นขาเอาท์พุตตรงข้ามกับอินพุตที่ลอจิก 0 ซึ่งทำให้ LED 2 ยังคงดับ เมื่ออินพุตได้รับลอจิก 0 LED 1 จะปิดโดยธรรมชาติ แต่ตอนนี้ LED 2 จะติดสว่างเนื่องจากการตอบสนองตรงกันข้ามของเกต

6) สลัก BISTABLE (S.R. FLIP-FLOP)

วงจรนี้ใช้ประตู NAND สองคู่แบบไขว้กันเพื่อสร้างวงจรสลัก Bistable S-R

เอาต์พุตถูกทำเครื่องหมายเป็น Q และ 0 บรรทัดเหนือ Q หมายถึงไม่ 2 เอาต์พุต Q และ 0 ทำหน้าที่เหมือนส่วนเติมเต็มซึ่งกันและกัน ความหมายเมื่อ Q ถึงระดับลอจิก 1 Q จะเปลี่ยนเป็น 0 เมื่อ Q เป็น 0 Q จะเปลี่ยนเป็น 1

วงจรสามารถเปิดใช้งานได้ทั้งใน 2 สถานะเสถียรผ่านพัลส์อินพุตที่เหมาะสม โดยพื้นฐานแล้วสิ่งนี้ช่วยให้วงจรเป็นคุณสมบัติ 'หน่วยความจำ' และสร้างสิ่งนี้ให้เป็นชิปจัดเก็บข้อมูล 1 บิต (เลขฐานสองเดียว) ที่ง่ายสุด ๆ

อินพุตทั้งสองมีตรา S และ R หรือ Set and Reset ดังนั้นวงจรนี้จึงมักเรียกว่า S.R.F.F. ( ตั้งค่ารีเซ็ต Flip-Flop ). วงจรนี้มีประโยชน์มากและถูกนำไปใช้กับวงจรต่างๆ

เครื่องกำเนิดคลื่นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า S-R FLIP-FLOP

วงจร SR Flip-Flop สามารถกำหนดค่าให้ทำงานเหมือนกับเครื่องกำเนิดคลื่นสี่เหลี่ยม ถ้า F.F. ถูกนำไปใช้กับคลื่นไซน์สมมติว่าจาก 12V AC จากหม้อแปลงโดยมีช่วงสูงสุดถึงจุดสูงสุดอย่างน้อย 2 โวลต์เอาต์พุตจะตอบสนองโดยการสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุดเทียบเท่ากับแรงดันไฟฟ้า Vcc

คลื่นสี่เหลี่ยมเหล่านี้สามารถคาดได้ว่าจะมีรูปร่างเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสอย่างสมบูรณ์เนื่องจาก IC ที่ขึ้นและลงเร็วมาก อินเวอร์เตอร์หรือเอาต์พุต NOT gate ที่ป้อนอินพุตไปยังผลลัพธ์ในการสร้างอินพุตเปิด / ปิดเสริมข้ามอินพุต R และ S ของวงจร

8) สวิทช์ติดต่อ BOUNCE ELIMINATOR

ในวงจรนี้สามารถมองเห็น S-R FLIP-FLOP เป็นตัวกำจัดการตีกลับของหน้าสัมผัสสวิตช์

เมื่อใดก็ตามที่ปิดหน้าสัมผัสสวิตช์มักจะตามมาด้วยหน้าสัมผัสที่กระเด้งเร็ว ๆ สองสามครั้งระหว่างความเค้นเชิงกลและแรงกด

ซึ่งส่วนใหญ่ส่งผลให้เกิดการเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วซึ่งอาจทำให้เกิดการรบกวนและการทำงานของวงจรที่ผิดปกติ

วงจรข้างต้นช่วยขจัดความเป็นไปได้นี้ เมื่อหน้าสัมผัสปิดในตอนแรกมันจะล็อกวงจรและด้วยเหตุนี้การรบกวนจากการเด้งหน้าสัมผัสจึงไม่สามารถสร้างผลกระทบใด ๆ กับฟลิปฟล็อปได้

9) นาฬิกาแมนนวล

นี่เป็นอีกรูปแบบหนึ่งของวงจรแปด สำหรับการทดลองกับวงจรเช่น half adder หรือวงจรลอจิกอื่น ๆ จำเป็นต้องมีความสามารถในการวิเคราะห์วงจรเนื่องจากทำงานกับพัลส์เดียวในแต่ละครั้ง สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการใช้การตอกบัตรด้วยมือ

เมื่อใดก็ตามที่สลับสวิตช์ทริกเกอร์เดี่ยวจะเปิดขึ้นที่เอาต์พุต วงจรทำงานได้ดีมากกับตัวนับไบนารี เมื่อใดก็ตามที่สลับสวิตช์จะอนุญาตให้เกิดพัลส์เพียงครั้งเดียวเท่านั้นเนื่องจากคุณสมบัติป้องกันการตีกลับของวงจรทำให้การนับดำเนินไปทีละทริกเกอร์

10) S-R FLIP-FLOP พร้อมหน่วยความจำ

วงจรนี้ออกแบบโดยใช้พื้นฐาน S-R Flip-Flop เอาต์พุตถูกกำหนดโดยอินพุตสุดท้าย D หมายถึงอินพุต DATA

พัลส์ 'เปิดใช้งาน' จำเป็นเพื่อเปิดใช้งานประตู B และ C Q สร้างระดับตรรกะที่เหมือนกันเป็น D หมายความว่าสิ่งนี้ถือว่าค่าของ D และยังคงอยู่ในเงื่อนไขนี้ (ดูรูปที่ 14)

ไม่ได้ระบุหมายเลขพินเพื่อความเรียบง่าย ประตูทั้ง 5 ประตูเป็น NAND อินพุต 2 ตัวจำเป็นต้องใช้ 7400 สองตัว แผนภาพด้านบนแสดงถึงวงจรลอจิกเท่านั้น แต่สามารถแปลงเป็นแผนภาพวงจรได้อย่างรวดเร็ว

สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความคล่องตัวให้กับไดอะแกรมที่มีไฟล์ ประตูตรรกะในการทำงาน ด้วย. สัญญาณเปิดใช้งานอาจเป็นพัลส์จาก 'วงจรนาฬิกาด้วยตนเอง' ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้

วงจรทำงานเมื่อใดก็ตามที่มีการใช้สัญญาณ 'CLOCK' ซึ่งโดยปกติจะเป็นหลักการพื้นฐานที่ใช้ในแอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องกับคอมพิวเตอร์ทั้งหมด สองวงจรที่อธิบายไว้ข้างต้นอาจสร้างขึ้นโดยใช้ไอซี 7400 สองตัวต่อสายซึ่งกันและกัน

11) FLIP-FLOP ที่ควบคุมด้วยนาฬิกา

นี่คือฟลอป SR ประเภทอื่นที่มีหน่วยความจำ อินพุตข้อมูลถูกควบคุมด้วยสัญญาณนาฬิกาเอาต์พุตผ่าน S-R Flip-Flop จะถูกควบคุมด้วยนาฬิกาเช่นเดียวกัน

Flip-Flop นี้ทำงานได้ดีเหมือนกับการลงทะเบียนพื้นที่เก็บข้อมูล นาฬิกาเป็นตัวควบคุมหลักสำหรับการเคลื่อนไหวของพัลส์อินพุตและเอาต์พุต

12) ตัวบ่งชี้และตัวตรวจจับพัลส์ความเร็วสูง

วงจรนี้ได้รับการออกแบบโดยใช้ S-R Flip -Flop และคุ้นเคยกับการรับรู้และแสดงพัลส์เฉพาะภายในวงจรลอจิก

พัลส์นี้สลักวงจรจากนั้นเอาต์พุตจะถูกนำไปใช้กับอินพุทอินเวอร์เตอร์ซึ่งทำให้ LED สีแดงติดสว่าง

วงจรยังคงอยู่ในสถานะเฉพาะนี้จนกว่าจะถูกตัดออกโดยการสลับ สวิตช์ขั้วเดียวสวิตช์รีเซ็ต .

13) 'SNAP!' ตัวบ่งชี้

วงจรนี้แสดงวิธีการใช้งาน S-R Flip -Flop ในอีกวิธีหนึ่ง ที่นี่สอง รองเท้าแตะ ถูกรวมเข้าด้วยกันผ่าน 7 ประตู NAND

ทฤษฎีพื้นฐานในวงจรนี้คือการประยุกต์ใช้รองเท้าแตะ S-R และเส้น INHIBIT SI และ S2 สร้างสวิตช์ที่ควบคุมฟลิปฟล็อป

ขณะที่ฟลิปฟล็อปสลักไฟ LED ที่เกี่ยวข้องจะเปิดและฟลิปฟล็อปเสริมจะถูกป้องกันไม่ให้ล็อค เมื่อสวิตช์อยู่ในรูปแบบของปุ่มกดการปล่อยปุ่มจะทำให้เกิดการรีเซ็ตวงจร ไดโอดที่ใช้คือ 0A91 หรืออื่น ๆ เช่น 1N4148

• ประตู A, B, C เป็นเวทีสำหรับ S1 และ LED 1
• Gates D, E, F เป็นสเตจสำหรับ S2 และ LED 2
• Gate G ยืนยันว่าสาย INHIBIT และ INHIBIT ทำงานเหมือนคู่เสริม

14) OSCILLATOR เสียงความถี่ต่ำ

วงจรนี้ใช้ประตู NAND สองประตูที่เชื่อมต่อเป็นอินเวอร์เตอร์และครอสคู่กันเพื่อสร้างมัลติไวเบรเตอร์แบบ Astable

ความถี่สามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเพิ่มค่า CI และ C2 (ความถี่ต่ำกว่า) หรือลดค่าของ C1 และ C2 (ความถี่ที่สูงขึ้น) เช่น ตัวเก็บประจุไฟฟ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อขั้วถูกต้อง

วงจรที่สิบห้าสิบหกและสิบเจ็ดยังเป็นประเภทของออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำที่สร้างขึ้นจากวงจรที่สิบสี่ อย่างไรก็ตามในวงจรเหล่านี้เอาต์พุตได้รับการกำหนดค่าให้ทำให้ไฟ LED กะพริบ

เราสามารถสังเกตได้ว่าวงจรทั้งหมดนี้มีลักษณะคล้ายกันมากทีเดียว อย่างไรก็ตามในวงจรนี้หากใช้ LED ที่เอาต์พุตจะทำให้เกิดการกะพริบของ LED ในอัตราที่รวดเร็วมากซึ่งแทบจะแยกไม่ออกด้วยตาของเราเนื่องจากการมองเห็นที่คงอยู่ หลักการนี้ใช้ใน เครื่องคิดเลขกระเป๋า .

15) TWIN LED กระพริบ

ที่นี่เรารวมประตู NAND ไว้สองตัวเพื่อสร้างออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำมาก การออกแบบควบคุมไฟ LED สีแดงสองดวง ทำให้ไฟ LED กะพริบโดยมีการสลับเปิดปิด

วงจรทำงานร่วมกับประตู NAND สองประตูส่วนที่เหลืออีกสองประตูของ IC สามารถใช้เพิ่มเติมภายในวงจรเดียวกันได้ สามารถใช้ค่าตัวเก็บประจุที่แตกต่างกันสำหรับวงจรที่สองนี้เพื่อสร้างสเตจไฟกะพริบ LED สำรอง ตัวเก็บประจุที่มีค่าสูงกว่าจะทำให้ไฟ LED กะพริบช้าลงและในทางกลับกัน

16) LED STROBOSCOPE แบบง่าย

การออกแบบเฉพาะนี้ผลิตจากวงจรที่สิบห้าซึ่งทำงานเหมือนสโตรโบสโคปที่ใช้พลังงานต่ำ วงจรในความเป็นจริงคือความเร็วสูง ไฟกะพริบ LED . ไฟ LED สีแดงกระตุกอย่างรวดเร็ว แต่ตายังดิ้นรนเพื่อแยกความแตกต่างของกะพริบที่เฉพาะเจาะจง (เนื่องจากความคงทนของการมองเห็น)

ไม่สามารถคาดหวังว่าไฟที่ส่งออกจะมีพลังมากเกินไปซึ่งหมายความว่าสโตรโบสโคปอาจทำงานได้ดีขึ้นเฉพาะเมื่ออยู่ในที่มืดเท่านั้นไม่ใช่ในเวลากลางวัน

ตัวต้านทานตัวแปรแบบ ganged ใช้เพื่อเปลี่ยนความถี่ของแฟลชเพื่อให้ สโตรโบสโคป สามารถปรับได้อย่างง่ายดายสำหรับอัตราแฟลชที่ต้องการ

สโตรโบสโคปทำงานได้ดีมากที่ความถี่ที่สูงขึ้นโดยการปรับเปลี่ยนค่าตัวเก็บประจุเวลา จริงๆแล้ว LED ที่เป็นไดโอดนั้นสามารถรองรับความถี่ที่สูงมากได้อย่างสบาย ๆ เราขอแนะนำให้ใช้เพื่อจับภาพความเร็วสูงมากผ่านวงจรนี้

17) HYSTERESIS SCHMITT TRIGGER ต่ำ

อาจมีการกำหนดค่าฟังก์ชัน NAND gate สองรายการเช่นไฟล์ ชมิตทริกเกอร์ เพื่อสร้างการออกแบบเฉพาะนี้ ในการทดลองกับวงจรนี้คุณอาจต้องการปรับแต่ง R1 ซึ่งอยู่ในตำแหน่ง ผล hysteresis .

18) ออสซิลเลเตอร์คริสตัลความถี่พื้นฐาน

วงจรนี้มีลักษณะเป็นออสซิลเลเตอร์ควบคุมด้วยคริสตัล คู่ของประตูมีสายเป็นอินเวอร์เตอร์ตัวต้านทานจะให้น้ำหนักที่ถูกต้องสำหรับประตูที่เกี่ยวข้อง ประตูที่ 3 ถูกกำหนดค่าให้เหมือนกับ 'บัฟเฟอร์' ซึ่งป้องกันไม่ให้โหลดสเตจออสซิลเลเตอร์มากเกินไป

โปรดจำไว้ว่าเมื่อใช้คริสตัลในวงจรเฉพาะนี้มันจะแกว่งที่ความถี่พื้นฐานซึ่งหมายความว่าจะไม่แกว่งที่ความถี่ฮาร์มอนิกหรือโอโซน

ในกรณีที่วงจรทำงานด้วยความถี่ที่ลดลงมากกว่าที่ประมาณการไว้จะบ่งบอกว่าความถี่คริสตัลกำลังทำงานที่โอเวอร์โทน กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คืออาจทำงานด้วยความถี่พื้นฐานหลายประการ

19) ตัวถอดรหัสสองบิต

วงจรนี้ประกอบด้วยตัวถอดรหัสสองบิตอย่างง่าย อินพุตอยู่ในบรรทัด A และ B เอาต์พุตจะอยู่ตรงข้ามบรรทัด 0, 1, 2, 3

อินพุต A สามารถเป็นลอจิก 0 หรือ 1 อินพุต B สามารถเป็นลอจิก 0 หรือ 1 ได้ถ้า A และ B ทั้งสองถูกนำไปใช้กับลอจิก 1 สิ่งนี้จะกลายเป็นจำนวนไบนารีของ 11 ซึ่งเท่ากับ denary 3 และเอาต์พุตข้ามบรรทัด 3 คือ 'สูง'

ในทำนองเดียวกัน A, 0 B, 0 บรรทัดเอาต์พุต 0 จำนวนสูงสุดจะขึ้นอยู่กับจำนวนอินพุต ตัวนับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่ใช้ 2 อินพุตคือ 22 - 1 = 3 อาจเป็นไปได้ที่จะขยายวงจรเพิ่มเติมเช่นถ้าใช้อินพุตสี่ตัว A, B, C และ D ในกรณีนั้นจำนวนสูงสุดจะเป็น 24 - 1 = 15 และเอาต์พุตอยู่ระหว่าง 0 ถึง 15

20) วงจรการจับภาพที่ไวต่อแสง

นี่คือวิธีง่ายๆ วงจรที่ใช้เครื่องตรวจจับแสง ซึ่งใช้ประตู NAND สองประตูเพื่อกระตุ้นการทำงานของการล็อคที่เปิดใช้งานความมืด

เมื่อแสงโดยรอบสูงกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้เอาต์พุตจะไม่ได้รับผลกระทบและตรรกะเป็นศูนย์ เมื่อความมืดต่ำกว่าเกณฑ์ที่ตั้งไว้ศักยภาพที่อินพุตของประตู NAND จะสลับเป็นลอจิกสูงซึ่งจะทำให้เอาต์พุตเป็นตรรกะสูงอย่างถาวร

การถอดไดโอดจะเป็นการลบคุณสมบัติการล็อคและตอนนี้ประตูจะทำงานควบคู่ไปกับการตอบสนองของแสง ความหมายผลลัพธ์จะสลับกันไปสูงและต่ำเพื่อตอบสนองต่อความเข้มของแสงบนเครื่องตรวจจับโฟโต

21) TWIN TONE AUDIO OSCILLATOR

การออกแบบถัดไปจะแสดงวิธีการสร้างไฟล์ ออสซิลเลเตอร์สองโทน โดยใช้ประตู NAND สองคู่ สองขั้นตอนของออสซิลเลเตอร์ได้รับการกำหนดค่าโดยใช้ประตู NAND นี้หนึ่งมีความถี่สูงโดยใช้ 0.22 µF ในขณะที่อีกขั้นหนึ่งมีตัวเก็บประจุออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำ 0.47 ยูเอฟ

ออสซิลเลเตอร์จับคู่กันในลักษณะที่ออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำปรับออสซิลเลเตอร์ความถี่สูง สิ่งนี้ก่อให้เกิดไฟล์ เอาต์พุตเสียงแปรปรวน ซึ่งฟังดูน่าฟังและน่าสนใจกว่าโทนโมโนที่ผลิตโดยออสซิลเลเตอร์ 2 ประตู

22) OSCILLATOR นาฬิกาคริสตัล

นี่เป็นอีกหนึ่ง วงจรออสซิลเลเตอร์แบบคริสตัล สำหรับใช้กับ L.S.I. IC clock 'ชิป' สำหรับฐาน 50 Hz เอาต์พุตถูกปรับที่ 500 kHz เพื่อให้ได้ 50 Hz เอาต์พุตนี้จะต้องเชื่อมต่อกับ 7490 I.C. สี่ตัวในลักษณะเรียงซ้อน แต่ละ 7490 จะหารผลลัพธ์ที่ตามมาด้วย 10 ทำให้สามารถหารทั้งหมดได้ 10,000

สุดท้ายนี้จะสร้างเอาต์พุตเท่ากับ 50 Hz (500,000 10 ÷ 10 ÷ 10+ 10 = 50) โดยปกติการอ้างอิง 50 Hz จะได้มาจากสายเมน แต่การใช้วงจรนี้ทำให้นาฬิกาเป็นอิสระจากสายไฟและยังได้ฐานเวลา 50 Hz ที่แม่นยำเท่า ๆ กัน

23) OSCILLATOR แบบสลับ

วงจรนี้ประกอบด้วยเครื่องกำเนิดเสียงและขั้นตอนการสลับ เครื่องกำเนิดโทนเสียงทำงานไม่หยุด แต่ไม่มีเอาท์พุตใด ๆ บนหูฟัง

อย่างไรก็ตามทันทีที่ลอจิก 0 ปรากฏขึ้นที่ประตูอินพุต A มันจะเปลี่ยนเกต A เป็นลอจิก 1 ตรรกะ 1 จะเปิดประตู B และความถี่เสียงจะได้รับอนุญาตให้ไปถึงหูฟัง

แม้ว่าจะใช้หูฟังคริสตัลขนาดเล็กที่นี่ แต่ก็ยังสามารถสร้างเสียงที่ดังได้อย่างน่าอัศจรรย์ อาจใช้วงจรเช่นเสียงกริ่งที่มีนาฬิกาปลุกอิเล็กทรอนิกส์ I.C.

24) เครื่องตรวจจับแรงดันไฟฟ้าผิดพลาด

วงจรนี้ออกแบบมาเพื่อใช้เป็นเครื่องตรวจจับเฟสผ่านประตู NAND สี่ประตู เครื่องตรวจจับเฟสจะวิเคราะห์อินพุตสองอินพุตและสร้างแรงดันไฟฟ้าผิดพลาดซึ่งเป็นสัดส่วนกับความแตกต่างระหว่างความถี่อินพุตทั้งสอง

เอาต์พุตของเครื่องตรวจจับจะแปลงสัญญาณผ่านเครือข่าย RC ซึ่งประกอบด้วยตัวต้านทาน 4k7 และตัวเก็บประจุ 0.47uF เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าผิดพลาด DC วงจรตรวจจับเฟสทำงานได้ดีมากใน P.L.L. (เฟสล็อคลูป)

แผนภาพด้านบนแสดงแผนภาพบล็อกของ P.L.L. เครือข่าย แรงดันไฟฟ้าผิดพลาดที่สร้างโดยเครื่องตรวจจับเฟสถูกเพิ่มขึ้นเพื่อควบคุมความถี่มัลติไวเบรเตอร์ของ V.C.O. (ออสซิลเลเตอร์ควบคุมแรงดันไฟฟ้า)

ป.ล. เป็นเทคนิคที่มีประโยชน์อย่างไม่น่าเชื่อและมีประสิทธิภาพมากในการถอดรหัส F.M ที่ 10.7 MHz (วิทยุ) หรือ 6 MHz (เสียงทีวี) หรือเพื่อสร้างซับแคเรียร์ 38 KHz ใหม่ภายในตัวถอดรหัสสเตอริโอมัลติเพล็กซ์

25) ตัวลดทอนสัญญาณ RF

การออกแบบประกอบด้วยประตู NAND 4 ประตูและใช้ในโหมดสับสำหรับควบคุมไดโอดบริดจ์

ไดโอดบริดจ์จะสลับเพื่อเปิดใช้งานการนำ RF หรือปิดกั้น RF

ในที่สุด RF ที่อนุญาตผ่านช่องสัญญาณจะถูกกำหนดโดยสัญญาณ gating ไดโอดอาจเป็นไดโอดซิลิกอนความเร็วสูงหรือแม้แต่ 1N4148 ของเราเองก็สามารถใช้งานได้ (ดูแผนภาพ 32)

26) สวิตช์ความถี่อ้างอิง

วงจรทำงานร่วมกับประตู NAND ห้าประตูสำหรับการพัฒนาสวิตช์ 2 ความถี่ ที่นี่จะใช้วงจรสลักแบบ bistable พร้อมกับสวิตช์ขั้วเดียวเพื่อปรับเอฟเฟกต์ debouncing จากสวิตช์ SPDT ให้เป็นกลาง ผลลัพธ์สุดท้ายอาจเป็น f1 หรือ f2 ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของ SPDT

27) การตรวจสอบข้อมูลสองบิต

วงจรนี้ทำงานร่วมกับแนวคิดประเภทคอมพิวเตอร์และสามารถใช้เพื่อเรียนรู้ฟังก์ชันลอจิกพื้นฐานที่เกิดขึ้นในคอมพิวเตอร์ซึ่งนำไปสู่ข้อผิดพลาด

การตรวจสอบข้อผิดพลาดจะดำเนินการด้วยการเพิ่มบิตเสริม (เลขฐานสอง) ใน 'คำ' เพื่อให้จำนวนเงินสุดท้ายที่ปรากฏใน 'คำ' ของคอมพิวเตอร์เป็นเลขคี่หรือคู่อย่างสม่ำเสมอ

เทคนิคนี้เรียกว่า 'PARITY CHECK' วงจรจะตรวจสอบความเท่าเทียมกันของคี่หรือคู่สำหรับ 2 บิต เราพบว่าการออกแบบค่อนข้างคล้ายกับวงจรตรวจจับข้อผิดพลาดของเฟส

28) วงจรเพิ่มครึ่งไบนารี (BINARY HALF ADDER CIRCUIT)

วงจรนี้ใช้ประตู NAND เจ็ดประตูเพื่อสร้างไฟล์ วงจร adder ครึ่งหนึ่ง . A0, B0 เป็นอินพุตเลขฐานสอง S0, C0 แสดงถึงผลรวมและเส้นนำ เพื่อให้สามารถเรียนรู้ว่าวงจรประเภทนี้ทำงานอย่างไรลองนึกดูว่าคณิตศาสตร์พื้นฐานได้รับการศึกษาสำหรับเด็กอย่างไร คุณสามารถดูตารางความจริงของ adder half ด้านล่าง

• 0 และ 0 คือ 0
• ฉันและ 0 คือฉันรวม 1 พก 0
• 0 และ 1 คือฉันรวม 1 พก 0
• ฉันกับฉันคือ 10 รวม 0 พก 1

1 0 ไม่ควรเข้าใจผิดว่าเป็น 'สิบ' แต่จะออกเสียงว่า 'หนึ่งศูนย์' และเป็นสัญลักษณ์ 1 x 2 ^ 1 + (0 x 2 ^ 0) วงจรแอดเดอร์ครึ่งตัวสองตัวนอกเหนือจากประตู 'OR' ก่อให้เกิดวงจรแอดเดอร์เต็มรูปแบบ

ในแผนภาพต่อไปนี้ A1 และ B1 เป็นเลขฐานสอง C0 คือการดำเนินการจากขั้นตอนก่อนหน้า S1 กลายเป็นผลรวม C1 คือการนำไปยังขั้นตอนถัดไป

29) NOR GATE HALF ADDER

วงจรนี้และวงจรถัดไปด้านล่างได้รับการกำหนดค่าโดยใช้ประตู NOR เท่านั้น 7402 IC มาพร้อมกับประตู NOR 2 อินพุตสี่ตัว

ครึ่ง adder ทำงานด้วยความช่วยเหลือของประตู NOR ห้าประตูตามที่แสดงไว้ด้านบน

บรรทัดเอาต์พุต:

30) NOR GATE FULL ADDER

การออกแบบนี้แสดงให้เห็นวงจรแอดเดอร์เต็มรูปแบบโดยใช้ NOR gate half-adders คู่กับ NOR ประตูพิเศษอีกสองประตู วงจรทำงานร่วมกับประตู NOR 12 ประตูและความต้องการใน 3nos ทั้งหมดของ 7402 I.C. บรรทัดผลลัพธ์คือ:

อินพุตบรรทัด A, B และ K

K คือตัวเลขที่นำไปข้างหน้าจากบรรทัดก่อนหน้า สังเกตว่าเอาต์พุตถูกนำไปใช้โดยประตู NOR สองประตูที่เท่ากับประตูหรือประตูเดียว วงจรจะกลับไปที่สองแอดเดอร์ครึ่งหนึ่งนอกเหนือจากประตู OR เราสามารถเปรียบเทียบสิ่งนี้กับวงจรที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้

31) หัวฉีดสัญญาณที่เรียบง่าย

พื้นฐาน หัวฉีดสัญญาณ ซึ่งสามารถใช้สำหรับการทดสอบความผิดพลาดของอุปกรณ์เสียงหรือปัญหาอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับความถี่สามารถสร้างขึ้นโดยใช้ประตู NAND สองประตู หน่วยใช้โวลต์ 4.5V ถึง 3nos ของเซลล์ AAA 1.5V ในซีรีส์ (ดูแผนภาพ 42)

สามารถสร้างวงจรหัวฉีดสัญญาณอื่นได้ดังที่แสดงด้านล่างโดยใช้ IC ครึ่ง 7413 มีความน่าเชื่อถือมากขึ้นเนื่องจากใช้ Schmitt trigger เป็น multivibrator

32) เครื่องขยายเสียงที่เรียบง่าย

คู่ของประตู NAND ที่ออกแบบมาเป็นอินเวอร์เตอร์สามารถต่อสายเป็นชุดเพื่อพัฒนาไฟล์ เครื่องขยายเสียงที่เรียบง่าย . ใช้ตัวต้านทาน 4k7 เพื่อสร้างข้อเสนอแนะเชิงลบในวงจรแม้ว่าจะไม่ได้ช่วยขจัดความผิดเพี้ยนทั้งหมด

เอาท์พุตของเครื่องขยายเสียงสามารถใช้กับลำโพงใดก็ได้ที่มีพิกัด 25 ถึง 80 โอห์ม สามารถลองใช้ลำโพง 8 โอห์มได้แม้ว่าจะทำให้ IC ร้อนขึ้นมากก็ตาม

สามารถลองใช้ค่าที่ต่ำกว่าสำหรับ 4k7 ได้ แต่อาจทำให้ระดับเสียงที่เอาต์พุตลดลง

33) นาฬิกาความเร็วต่ำ

ที่นี่จะใช้ทริกเกอร์ Schmitt ร่วมกับออสซิลเลเตอร์ความถี่ต่ำค่า RC จะกำหนดความถี่ของวงจร ความถี่สัญญาณนาฬิกาประมาณ 1 เฮิร์ตซ์หรือ 1 พัลส์ต่อวินาที

34) วงจรสวิตช์สัมผัสประตู NAND

สามารถใช้ NAND เพียงไม่กี่ตัวในการสร้างไฟล์ รีเลย์แบบสัมผัส สวิตช์ควบคุมตามที่แสดงด้านบน การกำหนดค่าพื้นฐานเหมือนกับ RS flip flip ที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งจะทริกเกอร์เอาต์พุตตามการตอบสนองต่อทัชแพดทั้งสองที่อินพุต การสัมผัสทัชแพด 1 จะทำให้เอาต์พุตสูงขึ้นเพื่อเปิดใช้งานสเตจไดรเวอร์รีเลย์เพื่อให้โหลดที่เชื่อมต่อเปิดอยู่

เมื่อสัมผัสแผ่นสัมผัสด้านล่างจะรีเซ็ตเอาต์พุตโดยเปลี่ยนกลับเป็นศูนย์ลอจิก การดำเนินการนี้จะปิดไฟล์ ไดรเวอร์รีเลย์ และโหลด

35) การควบคุม PWM โดยใช้ประตู NAND เดียว

ยังสามารถใช้ประตู NAND เพื่อให้ได้เอาต์พุตที่ควบคุมด้วย PWM ที่มีประสิทธิภาพตั้งแต่ต่ำสุดไปจนถึงสูงสุด

ประตู NAND ที่แสดงทางด้านซ้ายทำสองสิ่งคือสร้างความถี่ที่ต้องการและยังช่วยให้ผู้ใช้เปลี่ยนเวลาเปิดและเวลาปิดของพัลส์ความถี่แยกกันผ่านไดโอดสองตัวซึ่งควบคุมการชาร์จและเวลาการคายประจุของตัวเก็บประจุ C1.

ไดโอดจะแยกพารามิเตอร์ทั้งสองและเปิดใช้งานการชาร์จและการควบคุมการคายประจุของ C1 แยกกันผ่านการปรับหม้อ

สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถควบคุมเอาต์พุต PWM ได้อย่างไม่น่าเชื่อผ่านการปรับแต่งหม้อ การตั้งค่านี้สามารถใช้เพื่อควบคุมความเร็วมอเตอร์กระแสตรงได้อย่างแม่นยำด้วยส่วนประกอบขั้นต่ำ

แรงดันไฟฟ้า Doubler โดยใช้ NAND Gates

ยังสามารถใช้ NAND gates เพื่อให้มีประสิทธิภาพ วงจรแรงดันไฟฟ้าสองเท่า ดังที่แสดงไว้ด้านบน Nand N1 ได้รับการกำหนดค่าให้เป็นเครื่องกำเนิดสัญญาณนาฬิกาหรือเครื่องกำเนิดความถี่ ความถี่ได้รับการเสริมแรงและบัฟเฟอร์ผ่านประตู Nand ที่เหลืออีก 3 ประตูที่ต่อสายขนานกัน

จากนั้นเอาต์พุตจะถูกป้อนเข้ากับตัวเก็บประจุไดโอดตัวเก็บประจุหรือขั้นตอนตัวคูณเพื่อให้บรรลุการเปลี่ยนแปลงระดับแรงดันไฟฟ้า 2X ที่เอาต์พุตในที่สุด ที่นี่ 5V เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเป็น 10V แต่ระดับแรงดันไฟฟ้าอื่น ๆ สูงสุด 15V และยังใช้สำหรับการคูณแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

220V อินเวอร์เตอร์โดยใช้ NAND Gates

หากคุณคิดว่าประตู NAND สามารถใช้สำหรับสร้างวงจรไฟฟ้าแรงต่ำเท่านั้นคุณอาจคิดผิด 4011 IC ตัวเดียวสามารถนำไปใช้อย่างรวดเร็วเพื่อสร้าง อินเวอร์เตอร์ 12V ถึง 220V ดังที่แสดงไว้ด้านบน

ประตู N1 พร้อมกับองค์ประกอบ RC สร้างออสซิลเลเตอร์พื้นฐาน 50 Hz ต้องเลือกชิ้นส่วน RC ให้เหมาะสมเพื่อให้ได้ความถี่ 50 Hz หรือ 60 Hz ที่ต้องการ

N2 ถึง N4 ถูกจัดเรียงเป็นบัฟเฟอร์และอินเวอร์เตอร์เพื่อให้เอาต์พุตสุดท้ายที่ฐานของทรานซิสเตอร์ผลิตกระแสไฟฟ้าสลับสำหรับการผลักดันที่ต้องการบนหม้อแปลงผ่านตัวสะสมทรานซิสเตอร์

Piezo Buzzer

เนื่องจากประตู NAND สามารถกำหนดค่าให้เป็นออสซิลเลเตอร์ที่มีประสิทธิภาพได้แอปพลิเคชันที่เกี่ยวข้องจึงมีมากมาย หนึ่งในนั้นคือไฟล์ เสียงกริ่ง Piezo ซึ่งสามารถสร้างได้โดยใช้ IC 4011 ตัวเดียว

NAND gate oscillators สามารถปรับแต่งเพื่อใช้แนวคิดวงจรต่างๆ โพสต์นี้ยังไม่เสร็จสมบูรณ์และจะได้รับการอัปเดตด้วยการออกแบบตาม NAND gate เพิ่มเติมตามเวลาที่อนุญาต หากคุณมีสิ่งที่น่าสนใจเกี่ยวกับวงจรประตู NAND โปรดแจ้งให้เราทราบความคิดเห็นของคุณจะได้รับการชื่นชมอย่างมาก