Простые схемы с использованием шлюза NAND IC 7400

В этой статье мы обсудим множество различных схемных идей, построенных с использованием логических элементов NAND от таких микросхем, как IC 7400, IC 7413, IC 4011 и IC 4093 и т. Д.

IC 7400, IC 7413 Технические характеристики

I.C. 7400 и 7413 представляют собой 14-контактные микросхемы DIL или «14-контактные двухрядные интегральные схемы», где контакт 14 - это положительный источник питания V +, а контакт 7 - это отрицательный вывод, вывод заземления или 0 В.

Входы питания на контакты 14 и 7 не показаны на чертежах для простоты, но рекомендуется не забывать подключать эти контакты, иначе схема просто не будет работать!

Все схемы работают от источника постоянного тока 4,5 В или 6 В, однако типичное напряжение может составлять 5 В. Регулируемый источник питания 5 В с питанием от сети может быть получен с помощью ряда опций.

4 выхода 7400 точно такие же по своим характеристикам:

• Ворота A контакты 1, 2 входа, контакт 3 выход
• Затвор B контакты 4, 5 входов, контакт 6 выход
• Затвор C контакты 10, 9 входов, контакт 8 выход
• Затвор D контакты 13, 12 входов, контакт 11 выход

Вы можете найти конкретную схему, указывающую на генератор, использующий вентили A и B, однако это также означает, что то же самое может быть спроектировано с использованием вентилей A и C, B и C или C и D также без каких-либо проблем.

На рисунке 1 показана логическая схема вашего 7400 I.C. На рисунке 2 показано логическое символическое представление только для одного логического элемента, каждый отдельный вентиль обычно является «вентилем И-НЕ с двумя входами».

Внутренняя конфигурация с индивидуальным затвором показана на рисунке 3. 7400 представляет собой ИС с TTL-логикой, что означает, что он работает по схеме «транзистор-транзистор-логика». Каждый затвор использует четыре транзистора, каждый 7400 состоит из 4 x 4 = 16 транзисторов.

Логические вентили включают в себя пару состояний, в зависимости от двоичной системы: 1 или «высокий» обычно 4 вольта и 0 (ноль) или «низкий» обычно 0 вольт. В случае, если терминал ворот не используется. что может соответствовать 1 входу.

Это означает, что штифт открытого затвора находится на «высоком» уровне. Когда входной контакт затвора соединен с землей или линией 0 В, вход становится 0 или логическим низким.

Логический элемент И-НЕ на самом деле представляет собой смесь логического элемента «НЕ» и «И», когда оба его входа (и функция) находятся на логической 1, а выход - это выход элемента НЕ, который равен 1.

Выходной сигнал логического элемента НЕ будет равен 0 В в ответ на входной сигнал 1 или вход + питания, то есть выход будет иметь логический ноль, когда вход находится на уровне + питания.

Для логического элемента И-НЕ, когда оба входа равны логическому 0, выход превращается в логическую 1, что в точности похоже на ответ элемента НЕ. Может показаться трудным понять, почему именно выход равен 1, когда входы имеют значение 0, и наоборот.

Это можно объяснить так

Для переключения состояния должна выполняться функция AND, то есть каждый вход должен преобразовываться для переключения состояния.

Это происходит только тогда, когда два входа переключаются с 0 на 1. Шлюзы 7400 - это 2 входа NAND, однако 3 входа NAND 7410 IC, 4 входа NAND 7420, а также вентиль NAND с 8 входами 7430 также можно легко приобрести на рынке. .

Что касается 7430, его 8 входных вентилей будут переключать состояние только тогда, когда каждый из 8 входов равен 1 или 0.

Когда 8 входов 7430 равны 1,1,1,1,1,1,1,0, тогда на выходе будет по-прежнему 1. Изменение состояния не произойдет, пока все 8 входов не будут иметь идентичную логику. .

Но как только последний вход изменится с 0 на 1, выход изменится с 1 на 0. Метод, который вызывает «изменение состояния», является важным аспектом для понимания функциональности логических схем.

Количество выводов, которые обычно может иметь логическая ИС, составляет 14 или 16. 7400 состоит из четырех логических элементов И-НЕ, с 2 входными контактами и 1 выходным контактом для каждого из ворот, а также парой контактов для входов источника питания, контакт 14 и вывод 7.

Семейство IC 7400

Другие члены семейства 7400 могут иметь большее количество входных контактов, таких как 3 входных логических элемента NAND, 4 входных логических элемента NAND и 8 входных логических элементов NAND с большим количеством вариантов комбинации входов для каждого логического элемента. Например, IC 7410 представляет собой вариант логических элементов И-НЕ с 3 входами или «логических элементов И-НЕ с тремя входами».

IC 7420 представляет собой вариант логических элементов И-НЕ с 4 входами и также называется «логическим элементом И-НЕ с 4 входами», в то время как IC 7430 является элементом с 8 входами и известен как вентиль NAND с 8 входами.

Основные подключения NAND Gate

Хотя IC 7400 имеет только шлюзы NAND, их можно подключить несколькими способами.

Это позволяет нам преобразовывать их в другие формы ворот, например:
(1) инвертор или вентиль НЕ
(2) логический элемент И
(3) ворота ИЛИ
(4) ворота NOR.

IC 7402 похож на 7400, но состоит из 4 вентилей NOR. Точно так же, как NAND - это комбинация «НЕ плюс И», NOR - это комбинация «НЕ плюс ИЛИ».

7400 - чрезвычайно адаптируемая ИС, о чем можно судить по диапазону схем в руководстве по применению.

Чтобы помочь вам в полной мере понять функциональность логического элемента И-НЕ, выше показана таблица ИСТИНА для 2-входного логического элемента И-НЕ.

Эквивалентные таблицы истинности можно оценить практически для любого логического элемента. Таблица истинности для 8 входных вентилей, таких как 7430, несколько сложнее.

Как протестировать NAND Gate

Чтобы проверить 7400 IC, вы можете подать питание на контакты 14 и 7. Оставьте контакты 1 и 2 подключенными к положительному источнику питания, это покажет выход как 0.

Затем, не меняя подключения контакта 2, подключите контакт 1 к 0 вольт. Это позволит входам стать 1, 0. Это приведет к тому, что выход переключится на 1, загорится светодиод. Теперь просто поменяйте местами контакты контактов 1 и 2, чтобы входы стали 0, 1, это переключит выход на логическую 1, отключив светодиод.

На последнем этапе подключите оба входных контакта 1 и 2 к земле или к 0 вольт, чтобы на входах был логический 0, 0. Это снова переведет выход на высокий логический уровень или 1, включив светодиод. Свечение светодиода означает логический уровень 1.

Когда светодиод не горит, это означает логический уровень 0. Анализ можно повторить для вентилей B, C и D.

Примечание: каждая из проверенных здесь схем работает с резисторами 1 / 4Вт 5% - все электролитические конденсаторы обычно рассчитаны на 25 В.

Если схема не работает, вы можете посмотреть на соединения, возможность неисправной ИС может быть очень маловероятной по сравнению с неправильным соединением контактов. Эти соединения логического элемента NAND, показанные ниже, могут быть самыми простыми и работают с использованием только 1 логического элемента из 7400.

1) НЕ ворота от ворот NAND

Когда входные контакты a логического элемента И-НЕ закорочены друг с другом, схема работает как инвертор, то есть выходная логика всегда показывает противоположность входной.

Когда закороченные входные контакты затвора подключены к 0 В, выход превратится в 1 и наоборот. Поскольку конфигурация «НЕ» обеспечивает противоположный отклик на входных и выходных контактах, отсюда и название «НЕ вентиль». Эта фраза на самом деле технически подходящая.

2) Создание ворот И из ворот NAND

Поскольку вентиль И-НЕ также является своего рода вентилем «НЕ И», поэтому, если вентиль «НЕ» вводится после логического элемента И-НЕ, схема превращается в вентиль «НЕ-НЕ И».

Пара отрицательных моментов дает положительный результат (понятие, популярное и в математических концепциях). Схема теперь стала логическим элементом «И», как показано выше.

3) Изготовление OR Gate из NAND Gates

Вставка логического элемента НЕ перед каждым входом логического элемента И-НЕ генерирует логический элемент ИЛИ, как показано выше. Обычно это логический элемент ИЛИ с 2 входами.

4) Создание ворот NOR из ворот NAND

В предыдущем проекте мы создали логический элемент ИЛИ из вентилей И-НЕ. Фактически, ворота НЕ-ИЛИ становятся воротами НЕ ИЛИ, когда мы добавляем дополнительные ворота НЕ сразу после ворот ИЛИ, как показано выше.

5) Тестер логического уровня

Эта проверенная схема логического уровня может быть создана с помощью одного логического элемента 7400 И-НЕ в качестве инвертора или НЕ-элемента для индикации логических уровней. Пара красных светодиодов используется для различения логических уровней светодиодов 1 и 2.

Более длинный вывод светодиода становится катодом или отрицательным выводом светодиода. Когда на входе логический уровень 1 или ВЫСОКИЙ, светодиод 1 горит естественным образом.

Контакт 3, который является выходным контактом, противоположен входу с логическим 0, что приводит к тому, что светодиод 2 остается выключенным. Когда на входе появляется логический 0, светодиод 1 отключается естественным образом, но светодиод 2 теперь светится из-за противоположной реакции затвора.

6) БИСТАБИЛЬНАЯ ЗАЩЕЛКА (S.R. FLIP-FLOP)

В этой схеме используется пара перекрестно связанных логических элементов И-НЕ, чтобы создать бистабильную схему защелки S-R.

Выходы отмечены как Q и ​​0. Линия над Q означает НЕ. 2 выхода Q и 0 действуют как дополнения друг друга. Это означает, что когда Q достигает логического уровня 1, Q становится 0, когда Q равно 0, Q становится 1.

Схема может быть активирована в оба из двух стабильных состояний с помощью соответствующего входного импульса. По сути, это позволяет схеме иметь функцию «памяти» и превращает ее в сверхлегкий 1-битный (одна двоичная цифра) микросхема хранения данных.

Эти два входа имеют маркировку S и R или Set and Reset, поэтому эта схема обычно известна как S.R.F.F. ( Установить сбросить триггер ). Эта схема может быть весьма полезной, и она применяется во многих схемах.

ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ВОЛН S-R FLIP-FLOP

Цепь SR Flip-Flop может быть настроена для работы как генератор прямоугольных сигналов. Если F.F. подается с синусоидальной волной, скажем, от 12 В переменного тока от трансформатора, с диапазоном от пика до пика минимум 2 В, выходной сигнал будет реагировать, генерируя прямоугольные волны, имеющие пиковое значение, эквивалентное напряжению Vcc.

Можно ожидать, что эти прямоугольные волны будут иметь идеально квадратную форму из-за чрезвычайно быстрого нарастания и спада ИС. Выход инвертора или логического элемента НЕ, подающий на вход R, приводит к созданию дополнительных входов ВКЛ / ВЫКЛ на входах R и S схемы.

8) ВЫКЛЮЧИТЕ УСТРОЙСТВО ОТСОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТА

В этой схеме можно увидеть применение S-R FLIP-FLOP в качестве средства устранения дребезга контактов переключателя.

Каждый раз, когда контакты переключателя замыкаются, обычно происходит несколько быстрых скачков между контактами из-за механического напряжения и давления.

Это в основном приводит к генерации паразитных выбросов, которые могут вызвать помехи и неустойчивую работу схемы.

Приведенная выше схема исключает эту возможность. Когда контакты замыкаются вначале, цепь замыкается, и из-за этого помехи от дребезга контактов не оказывают никакого влияния на триггер.

9) РУЧНЫЕ ЧАСЫ

Это еще один вариант восьмой схемы. Для экспериментов со схемами, такими как полусумматор или другими логическими схемами, действительно необходимо уметь анализировать схему, поскольку она работает с одним импульсом за раз. Это может быть достигнуто применением ручного тактирования.

Каждый раз, когда переключатель переключается, на выходе срабатывает одиночный триггер. Схема очень хорошо работает с двоичным счетчиком. Всякий раз, когда переключатель переключается, разрешается подавать только один импульс за раз из-за функции защиты от дребезга схемы, позволяющей счетчику прогрессировать по одному триггеру за раз.

10) S-R FLIP-FLOP С ПАМЯТЬЮ

Эта схема разработана с использованием базового S-R триггера. Выход определяется последним входом. D указывает на ввод ДАННЫХ.

«Разрешающий» импульс становится необходимым для активации вентилей B и C. Q формирует тот же логический уровень, что и D, что означает, что он принимает значение D и продолжает находиться в этом состоянии (см. Рисунок 14).

Номера контактов не указаны для простоты. Все 5 гейтов - это 2 входа NAND, требуется пара 7400. На приведенной выше схеме обозначена только логическая схема, но ее можно быстро преобразовать в принципиальную схему.

Это упрощает диаграммы, которые включают огромное количество логические ворота для работы с. Сигнал включения может быть импульсом от «схемы ручных часов», описанной ранее.

Схема работает всякий раз, когда подается сигнал «ЧАСЫ», обычно это основной принцип, используемый во всех компьютерных приложениях. Пара схем, описанная выше, может быть построена с использованием всего двух 7400 IC, соединенных друг с другом.

11) УПРАВЛЯЕМЫЙ ЧАСОМ.

На самом деле это еще один тип SR-триггера с памятью. Ввод данных регулируется тактовым сигналом, вывод через триггер S-R также регулируется тактовым сигналом.

Этот триггер хорошо работает как регистр хранения. Часы на самом деле являются главным контроллером для ввода и вывода импульсов.

12) ИНДИКАТОР И ДЕТЕКТОР ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ИМПУЛЬСА

Эта конкретная схема разработана с использованием S-R Flip -Flop и привыкла обнаруживать и отображать определенный импульс в логической схеме.

Этот импульс фиксирует схему, затем выходной сигнал подается на вход инвертора, в результате чего загорается красный светодиод.

Схема продолжает находиться в этом конкретном состоянии до тех пор, пока не будет устранена переключением однополюсный переключатель, переключатель сброса .

13) 'SNAP!' ИНДИКАТОР

Эта схема показывает, как использовать S-R Flip -Flop по-другому. Здесь два шлепки объединены через 7 ворот NAND.

Фундаментальная теория в этой схеме - применение триггеров S-R и линий INHIBIT. SI и S2 образуют переключатели, управляющие триггерами.

В тот момент, когда триггер защелкивается, включается соответствующий светодиод и предотвращается фиксация дополнительного триггера. Когда переключатели имеют форму кнопок, отпускание кнопки вызывает сброс схемы. Используемые диоды - 0A91 или любые другие, такие как 1N4148.

• Ворота A, B, C образуют сцену для S1 и LED 1.
• Створки D, E, F составляют сцену для S2 и LED 2.
• Строб G подтверждает, что линии INHIBIT и INHIBIT работают как дополнительные пары.

14) НИЗКОЧАСТОТНЫЙ АУДИОЦИЛЛЯТОР

В схеме используются два логических элемента И-НЕ, соединенные как инверторы и перекрестно связанные, чтобы сформировать нестабильный мультивибратор.

Частоту можно изменить, увеличив значение CI и C2 (более низкая частота) или уменьшив значение C1 и C2 (более высокая частота). Так как электролитические конденсаторы убедитесь, что полярность подключения правильная.

Цепи пятнадцать, шестнадцать и семнадцать также являются типами низкочастотных генераторов, созданных из четырнадцатой цепи. Однако в этих схемах выход настроен на мигание светодиодов.

Мы можем заметить, что все эти схемы очень похожи друг на друга. Однако в этой схеме, если на выходе используется светодиод, это вызовет мигание светодиода с очень высокой скоростью, которая может быть практически неразличима для наших глаз из-за постоянного зрения. Этот принцип используется в карманные калькуляторы .

15) ДВОЙНАЯ СВЕТОДИОДНАЯ ПРОБКА

Здесь мы включаем пару вентилей NAND для создания генератора очень низкой частоты. В дизайн контролирует два красных светодиода заставляя светодиоды мигать с попеременным переключением ON OFF.

Схема работает с двумя вентилями NAND, оставшиеся два логических элемента IC могут быть дополнительно использованы в той же схеме. Для этой второй схемы можно использовать конденсаторы разных номиналов, чтобы генерировать альтернативный каскад мигания светодиодов. Конденсаторы более высокого номинала заставят светодиоды мигать медленнее и наоборот.

16) ПРОСТОЙ СВЕТОДИОДНЫЙ СТРОБОСКОП

Эта особая конструкция изготовлена ​​из пятнадцатой схемы, которая работает как стробоскоп малой мощности. Схема на самом деле высокоскоростная. LED мигалка . Красный светодиод быстро дергается, но глаз с трудом распознает конкретные вспышки (из-за постоянного зрения).

Нельзя ожидать, что выходной свет будет слишком мощным, а это означает, что стробоскоп может работать лучше только в темноте, а не в дневное время.

Сгруппированные переменные резисторы используются для изменения частоты строба так, чтобы стробоскоп можно легко настроить на любую желаемую частоту стробирования.

Стробоскоп очень хорошо работает на более высоких частотах, изменяя значение конденсатора синхронизации. Светодиод, который на самом деле является диодом, может с легкостью поддерживать очень высокие частоты. Мы рекомендуем, чтобы его можно было применить для захвата изображений с очень высокой скоростью через эту схему.

17) НИЗКИЙ ГИСТЕРЕЗИС ШМИТТА ТРИГГЕР

Функция двух вентилей NAND может быть настроена как Триггер Шмитта чтобы создать этот конкретный дизайн. Чтобы поэкспериментировать с этой схемой, вы можете настроить R1, который расположен для эффект гистерезиса .

18) ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР

Эта схема сконструирована как кварцевый генератор. Пара вентилей подключена как инверторы, резисторы обеспечивают правильную величину смещения для связанных вентилей. Третий вентиль сконфигурирован как «буфер», который предотвращает перегрузку каскада генератора.

Помните, что когда кристалл используется в этой конкретной схеме, он будет колебаться на своей основной частоте, что означает, что он не будет колебаться на своей гармонической или обертонной частоте.

Если схема работает на значительно более низкой частоте, чем предполагалось, это будет означать, что частота кристалла работает на обертоне. Другими словами, он может работать с несколькими основными частотами.

19) ДВУХБИТНЫЙ ДЕКОДЕР

Эта схема представляет собой простой двухбитовый декодер. Входы находятся по линиям A и B, выходы - по линиям 0, 1, 2, 3.

Вход A может иметь логический 0 или 1. Вход B может быть логическим 0 или 1. Если A и B оба используются с логической 1, это становится двоичным счетом 11, который равен денарному 3, и выходом по строке 3 в приоритете'.

Аналогично, A, 0, B, 0 выходная строка 0. Наибольший счет основан на количестве входов. Наибольший счетчик, использующий 2 входа, равен 22 - 1 = 3. Можно расширить схему дальше, например, если были использованы четыре входа A, B, C и D, в этом случае максимальное количество будет 24 - 1 = 15, а выходы от 0 до 15.

20) ФОТО ЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ ЦЕПЬ ФИКСАЦИИ

Это простой схема на основе фотоприемника в котором используется пара логических элементов NAND для срабатывания фиксации, активируемой темнотой.

Когда окружающий свет превышает установленный порог, выход остается неизменным и имеет нулевую логику. Когда темнота опускается ниже установленного порога, потенциал на входе логического элемента И-НЕ переключает его на высокий логический уровень, который, в свою очередь, постоянно фиксирует выход на высокий логический уровень.

Удаление диода удаляет функцию фиксации, и теперь ворота работают в тандеме со световыми ответами. Это означает, что выходной сигнал попеременно становится высоким и низким в зависимости от интенсивности света на фотоприемнике.

21) ДВУХТОНАЛЬНЫЙ АУДИОЦИЛЛЯТОР

На следующем рисунке показано, как построить двухтональный генератор используя две пары вентилей NAND. Два каскада генераторов сконфигурированы с использованием этих логических элементов И-НЕ, один из которых имеет высокую частоту с использованием 0,22 мкФ, а другой с конденсаторами с низкой частотой 0,47 мкФ.

Генераторы соединены друг с другом вместе таким образом, что генератор низкой частоты модулирует генератор высокой частоты. Это дает трель выводить звук который звучит приятнее и интереснее, чем монофонический звук, создаваемый двухзатворным генератором.

22) КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ОСЦИЛЛЯТОР ЧАСОВ

Это еще один схема кварцевого генератора для использования с L.S.I. Микросхема часов IC для базы 50 Гц. Выход настроен на 500 кГц, поэтому для получения 50 Гц этот выход должен быть подключен к четырем 7490 I.C. каскадно. Затем каждый 7490 делит последующий результат на 10, что дает общее деление 10 000.

В результате получается выходная частота 50 Гц (500 000 10 ÷ 10 ÷ 10+ 10 = 50). Ссылка 50 Гц, как правило, приобрела от линии питания, но с использованием этой схемы позволяет часам быть независимыми от линии питания, а также получить одинаково точную временную базу 50 Гц.

23) ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЙ ОСЦИЛЛЯТОР

Эта схема состоит из тонального генератора и переключающего каскада. Тональный генератор работает без остановки, но без какого-либо вывода на динамик.

Однако, как только логический 0 появляется на входном вентиле A, он инвертирует вентиль A в логический 1. Логическая 1 открывает вентиль B, и звуковой частоте позволяют достигать динамика.

Несмотря на то, что здесь используется крошечный наушник из кристаллов, он по-прежнему может генерировать удивительно громкий звук. Схема могла бы быть применена как зуммер с электронным будильником I.C.

24) ДЕТЕКТОР НАПРЯЖЕНИЯ ОШИБКИ

Эта схема предназначена для работы в качестве фазового детектора через четыре логических элемента И-НЕ. Фазовый детектор анализирует два входа и генерирует напряжение ошибки, пропорциональное разнице между двумя входными частотами.

Выход детектора преобразует сигнал через RC-цепь, состоящую из резистора 4 кОм и конденсатора 0,47 мкФ, для создания напряжения ошибки постоянного тока. Схема фазового детектора очень хорошо работает в P.L.L. (фазовая синхронизация) приложения.

На приведенной выше диаграмме показана блок-схема полного P.L.L. сеть. Напряжение ошибки, генерируемое фазовым детектором, повышается для регулирования частоты мультивибратора V.C.O. (генератор, управляемый напряжением).

P.L.L. это невероятно полезный метод, который очень эффективен при демодуляции F.M на частоте 10,7 МГц (радио) или 6 МГц (звук ТВ) или для восстановления поднесущей 38 кГц в стереофоническом мультиплексном декодере.

25) ВЧ аттенюатор

Конструкция включает в себя 4 логических элемента NAND и применяет их в режиме прерывателя для управления диодным мостом.

Диодный мост переключается либо для включения проводимости RF, либо для блокировки RF.

Сколько РЧ пропускается через канал, в конечном итоге определяется стробирующим сигналом. Диоды могут быть любыми быстродействующими кремниевыми диодами или даже нашим собственным 1N4148 (см. Схему 32).

26) ССЫЛКА ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

Схема работает с пятью вентилями NAND для создания двухчастотного переключателя. Здесь бистабильная схема защелки используется вместе с однополюсным переключателем для нейтрализации эффекта дребезга от переключателя SPDT. Окончательный результат может быть f1 или f2, в зависимости от положения SPDT.

27) ДВУХБИТНАЯ ПРОВЕРКА ДАННЫХ

Эта схема работает с концепцией компьютерного типа и может использоваться для изучения основных логических функций, возникающих в компьютере и приводящих к ошибкам.

Проверка ошибок выполняется с добавлением дополнительного бита (двоичной цифры) в «слова» для того, чтобы окончательная сумма, появляющаяся в компьютерном «слове», была постоянно четной или нечетной.

Этот метод называется «ПРОВЕРКА ЧЕТНОСТИ». Схема проверяет четность или нечетность для 2 бит. Мы можем обнаружить, что конструкция очень похожа на схему детектора фазовой ошибки.

28) БИНАРНАЯ ЦЕПЬ ПОЛОВИНЫ

Эта схема использует семь вентилей NAND для создания схема полусумматора . A0, B0 составляют входы двоичных разрядов. S0, C0 представляют собой линии суммы и переноса. Чтобы узнать, как работают эти типы схем, представьте, как детям преподают основы математики. Вы можете обратиться к таблице ИСТИНЫ полусумматора ниже.

• 0 и 0 равно 0
• Я и 0 - это сумма 1, несу 0.
• 0 и 1 - это сумма 1, переносимая 0.
• Я и я 10, сумма 0, перенос 1.

1 0 не следует ошибочно принимать за «десять», скорее оно произносится как «один ноль» и символизирует 1 x 2 ^ 1 + (0 x 2 ^ 0). Две полные схемы полусумматора в дополнение к логическому элементу «ИЛИ» дают начало полному сумматору.

На следующей диаграмме A1 и B1 - это двоичные цифры, C0 - перенос из предыдущего этапа, S1 становится суммой, C1 - перенос на следующий этап.

29) ИЛИ ПОЛОВИНА ЗАДВИЖКИ

Эта схема и следующие ниже сконфигурированы с использованием только вентилей ИЛИ-НЕ. 7402 IC поставляется с четырьмя вентилями NOR с 2 входами.

Полусумматор работает с помощью пяти вентилей ИЛИ-НЕ, как показано выше.

Выходные линии:

30) НИ ГЕЙТ ПОЛНЫЙ ДОБАВИТЕЛЬ

Эта схема изображает полную схему сумматора, использующую пару полусумматоров вентилей ИЛИ-НЕ вместе с парой дополнительных вентилей ИЛИ-НЕ. Схема работает в общей сложности с 12 воротами NOR и требует всех 3 узлов 7402 I.C.s. Выходные строки:

Входные линии A, B и K.

K на самом деле цифра, которая переносится из предыдущей строки. Обратите внимание, что выход реализован с помощью пары вентилей ИЛИ-НЕ, которые равны одному вентилю ИЛИ. Схема возвращается к двум полусумматорам в дополнение к логическому элементу ИЛИ. Мы можем сравнить это с нашими ранее обсужденными схемами.

31) ПРОСТОЙ СИГНАЛЬНЫЙ ИНЖЕКТОР

Базовый форсунка сигнала который может использоваться для тестирования неисправностей звукового оборудования или других проблем, связанных с частотой, может быть создан с использованием двух вентилей NAND. Устройство использует 4,5 В вольта через 3 контакта 1,5 В элементов AAA последовательно (см. Диаграмму 42).

Другая схема инжектора сигнала может быть построена, как показано ниже, с использованием половины 7413 IC. Это более надежно, поскольку в качестве мультивибратора используется триггер Шмитта.

32) ПРОСТОЙ УСИЛИТЕЛЬ

Пара вентилей NAND, разработанных как инверторы, могут быть подключены последовательно для разработки простой усилитель звука . Резистор 4k7 используется для создания отрицательной обратной связи в цепи, хотя это не помогает устранить все искажения.

Выход усилителя можно использовать с любым громкоговорителем номиналом от 25 до 80 Ом. Можно попробовать громкоговоритель на 8 Ом, хотя это может привести к значительному нагреву микросхемы.

Можно попробовать и более низкие значения для 4k7, но это может привести к снижению громкости на выходе.

33) НИЗКИЕ ЧАСЫ

Здесь триггер Шмитта используется вместе с низкочастотным генератором, значения RC определяют частоту цепи. Тактовая частота составляет около 1 Гц или 1 импульс в секунду.

34) Цепь сенсорного переключателя NAND Gate

Всего пару NAND можно использовать для создания реле с сенсорным управлением переключатель управления, как показано выше. Базовая конфигурация аналогична описанной ранее RS flip flip, которая запускает свой выход в ответ на две сенсорные панели на их входах. Прикосновение к сенсорной панели 1 вызывает высокий уровень на выходе, активируя ступень драйвера реле, так что подключенная нагрузка включается.

При прикосновении к нижней сенсорной панели она сбрасывает выходной сигнал, возвращая его к логическому нулю. Это действие выключает драйвер реле и нагрузка.

35) Управление ШИМ с использованием одного шлюза NAND

Шлюзы NAND также можно использовать для достижения эффективного выходного сигнала с ШИМ-управлением от минимума до максимума.

Логический элемент И-НЕ, показанный слева, выполняет две функции: он генерирует требуемую частоту, а также позволяет пользователю изменять время включения и время выключения частотных импульсов по отдельности с помощью двух диодов, которые контролируют время заряда и разряда конденсатора. C1.

Диоды изолируют два параметра и позволяют управлять зарядкой и разрядкой C1 отдельно через регулировку потенциометра.

Это, в свою очередь, позволяет управлять выходным ШИМ дискретно с помощью потенциометров. Эта установка может быть использована для точного управления скоростью двигателя постоянного тока с минимальным количеством компонентов.

Удвоитель напряжения с использованием NAND Gates

Вентили NAND также могут применяться для повышения эффективности схемы удвоения напряжения как показано выше. Nand N1 сконфигурирован как тактовый генератор или генератор частоты. Частота усиливается и буферизуется через оставшиеся 3 логических элемента Nand, подключенных параллельно.

Затем выходной сигнал подается на диодный конденсатор, удвоитель напряжения или каскад умножителей, чтобы в конечном итоге выполнить двукратное изменение уровня напряжения на выходе. Здесь 5 В удваивается до 10 В, однако другой уровень напряжения, максимум до 15 В, также может использоваться для получения необходимого умножения напряжения.

Инвертор 220 В с использованием NAND Gates

Если вы думаете, что вентиль NAND может использоваться только для создания цепей низкого напряжения, вы можете ошибаться. Одна микросхема 4011 может быть быстро использована для создания мощного Инвертор от 12В до 220В как показано выше.

Затвор N1 вместе с RC-элементами образуют основной генератор 50 Гц. Детали RC должны быть выбраны соответствующим образом, чтобы получить желаемую частоту 50 Гц или 60 Гц.

N2 - N4 устроены как буферы и инверторы, так что конечный выход на базах транзисторов производит попеременно коммутируемый ток для требуемого двухтактного действия на трансформаторе через коллекторы транзистора.

Пьезо-зуммер

Поскольку вентили NAND могут быть настроены как эффективные генераторы, связанные с ними приложения обширны. Один из них - пьезо-зуммер , который может быть построен с использованием одной ИС 4011.

Генераторы затвора NAND могут быть настроены для реализации множества различных схемных идей. Этот пост еще не завершен, и по мере возможности будет дополнен проектами на основе логических элементов NAND. Если у вас есть что-то интересное, связанное со схемами затвора NAND, дайте нам знать, что ваши отзывы будут очень благодарны.