IC өндөгний таймер: 11 алхам (зурагтай)

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Бүтээсэн: Габриэль Чиу

Тойм

Энэхүү төсөл нь дижитал логикийн үндсэн ойлголт, NE555 таймерын шинж чанар, хоёртын тоог хэрхэн тоолохыг харуулсан болно. Ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь: NE555 таймер, 12 битийн долгионы тоолуур, 2 оролттой NOR хаалга, 4 оролт ба хаалга, 2 оролт ба хаалга, 2 оролттой OR хаалга. NOR, AND, OR логик хаалга нь TTL ба CMOS эквивалент хэлбэрээр ирдэг бөгөөд үүнийг Lee's Electronic дээрээс олж болно. Энэхүү төсөл нь хатуу эсвэл зөөлөн чанасан бөгөөд дахин тохируулах функцтэй хоёр тохируулгатай энгийн өндөг хэмжигч юм.

Эд анги, багаж хэрэгсэл

• 1х Breadboard (Lee's Number: 10516)

• 1х 9В зай (Ли -ийн дугаар: 8775, эсвэл 16123)

  ТАЙЛБАР: ЭНЭ ХҮРГЭЛ 5В ЦАХИЛГААН АЖИЛЛАЖ БАЙНА. IC чипсийг гэмтээж болзошгүй тул 9В -аас хэтрүүлж болохгүй

• 1х 9В зай эзэмшигч (Ли -ийн дугаар: 657 эсвэл 6538 эсвэл 653)
• Хатуу залгах утас (Ли-ийн дугаар: 2249)
• Jumper Wire (Lee's Number: 10318 эсвэл 21805)
• Аллигаторын туршилтыг тэргүүлж байна (Ли -ийн дугаар: 690)
• 3x мэдрэгчтэй унтраалга (Ли -ийн дугаар: 31241 эсвэл 31242)
• 1x NE555 таймер (Лигийн дугаар: 7307)
• 1х 12 битийн долгионы тоолуур CMOS 4040 (Ли дугаар: 7210)
• 1x Dual Quad оролт ба хаалга CMOS 4082 (Lee's Number: 7230)
• 1x Quad 2 оролт ба хаалга CMOS 4081 (Ли дугаар: 7229)
• 2x Quad 2 оролттой NOR хаалга CMOS 4001 эсвэл 74HC02 (Ли дугаар: 7188 эсвэл 71692)
• 1х Дөрвөн 2 оролттой OR хаалга 74HC32 (Ли дугаар: 71702)
• 3х 1к OHM резистор ¼ ватт (Ли дугаар: 9190)
• 2х 150k OHM резистор ¼ ватт (Ли дугаар: 91527)
• 1x 10nF (0.01UF) конденсатор (Ли дугаар: 8180)
• 1x 4.7UF конденсатор (Ли -ийн дугаар: 85)
• 1x 1N4001 диод (Лигийн дугаар: 796)
• 1x Buzzer 3-24V DC тасралтгүй (Лигийн дугаар: 4135)

Багаж хэрэгсэл

1х утас хуулагч (Ли -ийн дугаар: 10325)

Алхам 1: Удирдах зөвлөлөө тохируулах

Энэ төслийн удирдах зөвлөлийг тохируулах нь маш чухал юм. Энэхүү тохиргоо нь бүх цахилгаан шугамын (улаан, цэнхэр шугам) хүчдэлийг хангах явдал юм.

1. Самбарын дээд талд байрлах гадил жимсний хоёр терминалыг талхны самбартай холбохын тулд та хэд хэдэн холбогч утас ашиглах шаардлагатай болно. Энэ нь батерей эсвэл тэжээлийн эх үүсвэрийг холбоход тусална.
2. Дээрх 1-р зургийн нэгэн адил улаан төмөр замын шугамыг хооронд нь холбохын тулд улаан утсыг байрлуул.
3. Цэнхэр төмөр замын шугамыг холбохын тулд хар утсыг ашиглана уу. (Би хар утас ашигласан, гэхдээ цэнхэр утас зүгээр)

ЧУХАЛ!: Улаан шугамуудын аль нь ч цэнхэр шугамтай холбогдоогүй эсэхийг шалгаарай. Энэ нь хэлхээг богиносгож, талхны талхыг шатааж, утас, батерейг устгах болно.

УТАС ХИЙЖ БАЙГААД ТАНЫ УДИРДЛАГА ХҮЧИРХЭГДЭХГҮЙ БАЙДЛААРАЙ! ЭНЭ нь таны бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд ослын хохирол учруулж болзошгүй юм

Эхлэхээсээ өмнө бид талхны самбар дээр их хэмжээний IC чип ашиглах болно, тиймээс би хэсгүүдийг сайхан, хялбар зайд байрлуулах талхны самбар дээр хаана байрлуулахыг өгөх болно.

Ихэнх IC -ийн урд эсвэл урагш чиглэл хаана байгааг харуулахын тулд чип дээр заагч байдаг. 2 -р зурагт үзүүлсэн шиг чип нь урд тал нь хаана байгааг харуулахын тулд жаахан ховилтой байх ёстой.

(Хэрэв та буланд байгаа жижиг LED хэлхээг сонирхож байвал эцэс хүртэл нь үзээрэй. Яагаад энд байгаа, хэрхэн ажилладаг талаар би танд үзүүлэх болно.)

Алхам 2: Таймерыг тохируулах

Энэхүү таймер нь секунд тутамд лугшилтыг тоолуур руу илгээдэг бөгөөд үүнийг бид дараагийн алхамд ашиглах болно. Одоогоор бид NE55 таймерыг зөв тохируулахад анхаарлаа хандуулах болно. Би NE555 таймер тооцоолуур ашиглан 1 секундэд тохируулах шаардлагатай резистор ба конденсаторын утгыг олж мэдэв. Ингэснээр тоолуурыг секундээр тоолох болно.

1. NE555 таймер IC чипийг талхны тавцан дээр тавь.
2. 8 -р зүүг Улаан төмөр зам руу холбоно уу
3. 1 -р зүүг Цэнхэр төмөр зам руу холбоно уу
4. Pin 7 -ийг Улаан төмөр замын шугамд 150k OHM резисторийн нэгээр холбоно уу

5. Бусад 150k OHM эсэргүүцэл ба 1N4001 диод ашиглан 7 -р зүүг 2 -р зүүтэй холбоно уу

   • Диодын шугам нь диаграммд үзүүлсэн шиг 2 -р зүү рүү харсан эсэхийг шалгаарай
   • Эсэргүүцэгчийн зүг чиглэх чиглэлд санаа зовох хэрэггүй
6. 6 -р зүүг 2 -р зүү рүү утас эсвэл холбогч ашиглан холбоно уу
7. 5 -р зүүг 10нФ конденсатор ашиглан Цэнхэр төмөр замын шугамд холбоно уу
8. Pin 2 -ийг 4.7uF конденсатор ашиглан Цэнхэр төмөр замын шугамд холбоно уу
9. Шугамын тэмдэглэгээний хажуу талд байгаа утас Цэнхэр төмөр замд холбогдсон эсэхийг шалгаарай, эс тэгвээс конденсатор нь арагшаа байна
10. Дахин тохируулах функцийг идэвхгүй болгохын тулд 4 -р зүүг утас ашиглан Улаан төмөр замын шугамд холбоно уу
11. Эцэст нь, дараагийн алхамд 3 -р зүү дээр холбогчийг байрлуул.

Алхам 3: Тоолуурыг тохируулах

Энэ бол бүхэл системийн хамгийн чухал хэсэг юм, эс тэгвээс та чанасан өндөгнөөс илүү ихийг авах болно!

1. CMOS 4040 Counter IC чипийг NE555 таймер чипний дараа талхны тавцан дээр тавь.
2. 16 -р зүүг Улаан төмөр зам руу холбоно уу
3. 8 -р зүүг Цэнхэр төмөр зам руу холбоно уу
4. Өмнөх алхам дээр үлдээсэн NE555 таймерын гаралт (NE555 дээрх 3 -р зүү) -ийг 10 -р зүүгээр холбоно уу.
5. Дахин тохируулах функцийг хийхийн тулд Pin 11 -ийг орхи

Алхам 4: Системийн тархийг бэлтгэх

Системийн тархийг тохируулах эхний алхам бол асуулт юм: Бид өндөг хэр удаан хоол хийхийг хүсч байна вэ?

Систем нь хоол хийх хоёр тохируулгатай; хатуу чанасан, зөөлөн чанасан. Гэсэн хэдий ч хамгийн хэцүү зүйл бол дижитал систем (таны компьютер ч гэсэн) хоёртын тоогоор тоологддог тул 1 ба 0 гэсэн тоонууд байдаг. Тиймээс бид ердийн аравтын бутархай тоонуудаа хоёртын тоо болгон хөрвүүлэх хэрэгтэй.

ХЭЗЭЭ ДУГААР ХАРАХ ЦАГ

Аравтын бутархайг хоёртын тоонд хөрвүүлэх нь хуваах энгийн алхамуудыг хийдэг.

1. Дугаараа аваад 2 -т хуваана уу
2. Хэсгийн үр дүн, үлдэгдлийг санаарай
3. Үлдсэн хэсэг нь эхний хэсэг рүү орно
4. Үр дүнг 2 -т хуваана уу

5. Үр дүн нь тэг болох хүртэл дараалсан бит бүрийн хувьд 2-4 алхамуудыг давтана.

   ЖИЧ: Хоёртын дугаарыг орхихын тулд баруун талаас нь уншдаг тул 1 -р хэсэг нь хамгийн зөв дугаар юм

Жишээ нь, аравтын тооны хувьд: 720

Дээрх хүснэгтийг үзнэ үү

Тиймээс үүссэн хоёртын дугаар нь 0010 1101 0000 байна. Би хоёртын дугаарыг 4 бүлэг болгон хадгалж, 12 битийн тоолууртай тэнцүү зайгаар байрлуулсан.

Бидний цагийг хайж байна

Энэ төслийн хувьд би зөөлөн чанасан 3 минут, хатуу чанасан 6 минут сонгосон. Эдгээр цагийг манай NE555 таймер болон тоолуурын хурдтай нийцүүлэхийн тулд секунд болгон хувиргах шаардлагатай байна.

1 минутанд 60 секунд байдаг.

Тиймээс 3 минут 180 секунд болж, 6 минут 360 секунд болж хувирдаг

Дараа нь бид үүнийг хоёртын формат руу хөрвүүлэх хэрэгтэй.

Аравтын бутархайг хоёртын тоонд хөрвүүлэх аргыг ашигласнаар бид дараахь зүйлийг олж авна.

360 секунд 0001 0110 1000

180 секунд 0000 1011 0100

Алхам 5: 4 оролт ба хаалга CMOS 4082-ийг тохируулах

Эцэст нь бид системийнхээ тархийг талхны самбар дээр байрлуулж эхэлж болно. Нэгдүгээрт, 4 оролт ба гарц. Энэ хаалга нь гаралт өөрөө 1 болохоос өмнө бүх оролт 1 байх ёстой. Жишээлбэл, хэрэв бид 3 минут сонгосон бол; AND хаалга нь 1 -ийг гаргахаас өмнө 3, 5, 6, 8 -р битүүд 1 байх ёстой. Энэ нь манай системийг зөвхөн тодорхой цаг үед л идэвхжүүлнэ.

1. CMOS 4082 4 оролттой ба Gate IC чипийг талхны тавцан дээр CMOS 4040 тоолуурын дараа байрлуулна.
2. 14 -р зүүг Улаан төмөр зам руу холбоно уу
3. 7 -р зүүг Цэнхэр төмөр зам руу холбоно уу
4. Дээрх диаграммд үзүүлсэн шиг 2-5-р зүүг тоолуурын зүү рүү холбоно уу
5. 12-9-р зүүтэй ижил зүйлийг хий
6. 6 ба 8 -р зүүг ашиглахгүй тул та тэднийг ганцааранг нь үлдээж болно

Алхам 6: Товчлуур, товчлуурыг тохируулах

Энэ бол гол хяналт бөгөөд системийн өөр нэг чухал хэсэг юм!

Эхлээд түгжээний тухай ойлголтоос эхэлье. Зураг 3 бол манай CMOS 4001 NOR хаалгыг ашиглан бидний нэг түгжээ ямар байхыг харуулсан схем юм.

Нэг оролт асаалттай үед (логик өндөр эсвэл 1 -ийг өгвөл) систем аль гаралтыг асааж асаалттай байлгах болно. Нөгөө оролт асаалттай байх үед систем дахин асч, шинэ гаралтыг асаах болно.

Одоо үүнийг манай хэлхээнд ашиглах болно!

Эхний түгжээ нь 4 оролтын гаралт бөгөөд бид дөнгөж утсаа холбосон болно.

1. CMOS 4001 NOR Gate IC чипийг талхны тавцан дээр CMOS 4082 4 оролт ба хаалганы дараа байрлуулна.
2. 14 -р зүүг Улаан төмөр зам руу холбоно уу
3. 7 -р зүүг Цэнхэр төмөр зам руу холбоно уу
4. AND хаалганы 1 -р зүүг 1 -р холбоно уу
5. 2 ба 4 -р зүүг хооронд нь холбоно уу
6. 3 ба 5 -р зүүг хооронд нь холбоно уу
7. AND хаалганы 13 -р зүүг холбоно уу
8. 12 ба 10 -р зүүг хооронд нь холбоно уу
9. 11 ба 9 -р зүүг хооронд нь холбоно уу
10. 6 ба 8 -р зүүг хооронд нь холбоно уу, бид тэдгээрийг дараа нь дахин тохируулах функцэд ашиглах болно.

Алхам 7: Дарах товчлуур ба түгжээг тохируулах

Дараа нь хоёр дахь түгжээ, товчлуурууд байна!

Эдгээрийг бид самбарын баруун талд байрлуулах тул товчлуурыг дарж, хэлхээнийхээ хэрэгцээг хангаж, зайтай байлгахад хялбар болно. Мөн товчлуурууд нь түгжээг ашиглан сонгосон тохиргоог тохируулж, дахин тохируулдаг.

1. Товчлууруудаа (мэдрэгчтэй унтраалга) самбар дээр тавь

2. Дээрх схемийн дагуу товчлууруудыг холбоно уу

   Ашигласан резистор нь 1k OHM резистор юм

3. CMOS 4001 -ийг өмнөх түгжээний утсаар холбож байгаарай, гэхдээ бид товчлууруудыг CMOS 4001 -ийн оролтод холбож байна.

   Зураг 4 -т 74HC02 NOR эквивалентийг ашиглаж байна

ОДОО бид товчлуурыг дахин тохируулж, оролтыг дахин тохируулах болно.

1. Дахин тохируулах товчлуурыг системийн бусад дахин тохируулах газруудтай холбоно уу

   • Байршлын талаар өмнөх алхамуудын зургуудаас үзнэ үү
   • Бүх тээглүүрийг холбохын тулд та олон холбогч утас ашиглах хэрэгтэй болно
2. Хатуу чанасан ба зөөлөн чанасан товчлуурын гарцыг дараагийн шатанд ашиглах болно

Алхам 8: CMOS 4081 2 оролт ба хаалгыг тохируулах

Энэ хэсэгт бид ямар тохиргоог сонгосон болохыг баталгаажуулах болно. Оролт хоёулаа зөв байх үед гаралт асах болно. Энэ нь тохиргооны зөвхөн нэгэнд нь төгсгөлд нь сэрүүлгийг идэвхжүүлэх боломжийг олгоно.

1. CMOS 4081 AND Gate IC чипийг бидний анхны түгжээний чипний дараа талхны тавцан дээр тавь.
2. 14 -р зүүг Улаан төмөр зам руу холбоно уу
3. 7 -р зүүг Цэнхэр төмөр зам руу холбоно уу
4. Хоёр түгжээний гаралтыг AND хаалганы оролттой холбоно уу (6 -р алхамыг дарна уу: Товчлуур ба түгжээг тохируулах).
5. Үүнийг хатуу чанасан болон зөөлөн чанасан тохиргооны аль алинд нь хий.

Алхам 9: Системийг дуусгах

Сүүлд нь системд хүрэх болно. OR хаалга нь оролтын аль нэгэнд гаралтыг асаах боломжийг олгодог.

1. 74HC32 OR Gate IC чипийг CMOS 4081 2 оролт ба хаалганы дараа талхны тавцан дээр байрлуулна уу.
2. 14 -р зүүг Улаан төмөр зам руу холбоно уу
3. 7 -р зүүг Цэнхэр төмөр зам руу холбоно уу
4. 7 -р алхамаас хоёр гаралтыг аваад 74HC32 чипийн оролтод холбоно уу (1 ба 2 -р зүү)
5. Гаралтын (ПИН 3) дохионы улаан утсанд холбоно уу
6. Цэнхэр төмөр замд дуугарагчийн хар утсыг холбоно уу

Та дууссан

Батерейг батерейны залгуурт холбож, улаан утсыг талхны улаан гадил жимсний терминал руу, хар утсыг талхны хавтангийн хар гадилын терминал руу залгаарай. Таймерыг ажиллуулахын тулд NE555 таймер байнга ажиллаж байгаа тул дахин тохируулах товчлуурыг дарахгүй бол системийг тоолох болно

Ирээдүйн сайжруулалтууд

Энэ хэлхээ нь 100% төгс хэлхээ биш юм. Миний сайжруулахыг хүсч буй зүйлүүд байна:

1. NE555 таймер ба тоолуурыг зөвхөн сонголт хийсний дараа тоолж эхэлдэг эсэхийг шалгаарай
2. Сэрүүлэг дууссаны дараа системийг дахин тохируулаарай
3. Нэг удаад зөвхөн нэг сонголтыг сонгох боломжтой эсэхийг шалгаарай, одоогоор хоёуланг нь сонгож болно
4. Урсгалыг дагаж, ойлгоход хялбар болгохын тулд хэлхээг цэвэрлэ
5. Аль сонголтыг сонгосон, таймерын одоогийн цагийг харуулсан хэсэг эсвэл системтэй байх

Алхам 10: Үйл ажиллагааны видео

Би дуут дохиог жижиг туршилтын хэлхээгээр сольсон. Сэрүүлгийг амжилттай асаахад LED нь улаанаас ногоон болж өөрчлөгдөнө.

Алхам 11: Шагналын цэгийн хэлхээ

Тиймээс … та энэ жижиг хэсгүүдийг үнэхээр сонирхож байна.

Дээрх зургууд нь самбар дээр хэрхэн харагдаж байгааг, хэлхээний бүдүүвч диаграммыг харуулав. Энэ хэлхээг логик туршилтын хэлхээ гэж нэрлэдэг. Энэ нь IC эсвэл дижитал гаралтын гаралт өндөр (1) эсвэл бага (0) эсэхийг шалгах боломжтой.

Энэ хэлхээнд диод ба цахилгаан гүйдлийн үндсэн ойлголтыг ашигладаг. Цахилгаан эрчим хүч нь өндөр потенциалаас доогуур потенциал руу гол мэт урсдаг, гэхдээ та асууж магадгүй, потенциал хэрхэн өөрчлөгддөг вэ? Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн дараа хэлхээний боломж буурдаг. Жишээлбэл, резисторын нэг үзүүр нь нөгөө талаас илүү өндөр потенциалтай байх болно. Энэ уналтыг хүчдэлийн уналт гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь резисторын шинж чанараас үүдэлтэй бөгөөд Ом -ийн хуулиар олддог.

Омын хууль: Хүчдэл = Одоогийн х Эсэргүүцэл

Диодууд нь хүчдэлийн уналттай байдаг бөгөөд энэ нь хэлхээний дагуу явах тусам хүчдэлийг бууруулдаг. Энэ нь газрын тэмдгийг дарах хүртэл үргэлжилнэ, энэ нь тэг потенциал эсвэл тэг хүчдэлийг илэрхийлнэ.

Одоо асуулт бол энэ хэлхээ нь логикийг өндөр (1) эсвэл логик бага (0) эсэхийг хэрхэн шалгах вэ?

Бид ямар ч логик гаралтыг хоёр LED-ийн хоорондох цэг рүү холбоход энэ нь хүчдэлийн потенциалыг өгдөг. LED нь гэрэл ялгаруулдаг диод бөгөөд ижил зарчмыг баримталдаг тул диодын үндсэн зарчмуудыг ашиглан диодууд зөвхөн нэг чиглэлд гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог. Тиймээс та LED -ийг урвуугаар залгахад асахгүй болно.

Хоёр LED-ийн хоорондох энэ цэгийн нөлөө нь энэ шинж чанарыг бий болгоход хүргэдэг. Энэ цэг нь логик өндөр (1) байх үед 5 вольтын потенциал байрлуулсан бөгөөд RED LED -ийн өмнөх хүчдэлийн потенциал нь туршилтын цэгийн потенциалаас доогуур байгаа тул RED LED асахгүй болно. Гэсэн хэдий ч НОГООН LED асах болно. Энэ нь таны туршиж байгаа бүхэн логик өндөр түвшинд байгааг харуулах болно (1).

Мөн эсрэгээр, туршилтын цэг логик бага (0) байх үед туршилтын цэг дээр тэг хүчдэлийн потенциал байх болно. Энэ нь зөвхөн RED LED -ийг асаах боломжийг танд олгоно.