Ηλεκτρονικά Έργα: Πώς να χρησιμοποιήσετε τις πύλες NAND για να δημιουργήσετε άλλες πύλες

Ηλεκτρονικές πύλες NAND (μαζί με τις πύλες NOR) είναι που σημαίνει ότι μπορείτε να κατασκευάσετε οποιοδήποτε άλλο είδος πύλης χρησιμοποιώντας τίποτα από τις πύλες NAND που συνδυάζονται με διάφορους τρόπους. Τα τέσσερα έργα ηλεκτρονικής που παρουσιάζονται εδώ περπατούν βήμα-βήμα στη διαδικασία κατασκευής διαφόρων τύπων κυκλωμάτων πύλης χρησιμοποιώντας μόνο πύλες NAND.

Η πύλη NAND 4011 Quad δύο εισόδων είναι ένα δημοφιλές ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) λογικής θύρας CMOS. Όπως υποδηλώνει το όνομά του, αυτό το IC περιέχει τέσσερις πύλες NAND δύο εισόδων.

Το IC 4011 δεν είναι διαθέσιμο στο τοπικό RadioShack. Έτσι, θα πρέπει να βρείτε ένα τοπικό ηλεκτρονικό κατάστημα που φέρει εξαρτήματα όπως μάρκες λογικής CMOS ή θα πρέπει να τα παραγγείλετε από μια πηγή στο διαδίκτυο.

• Το πρώτο έργο χρησιμοποιεί μόνο μία από τις πύλες NAND σε ένα 4011. Οι δύο είσοδοι της πύλης NAND συνδέονται με τα κουμπιά και η έξοδος συνδέεται με μια λυχνία LED. Όταν δημιουργείτε αυτό το έργο, θα μπορείτε να απεικονίσετε τη λειτουργία μιας πύλης NAND: Η ενδεικτική λυχνία LED θα είναι αναμμένη αν δεν πατήσετε και τα δύο κουμπιά.

  

  Ένα κύκλωμα πύλης NAND που χρησιμοποιεί ένα τσιπ λογικής CMOS.

• Το επόμενο έργο χρησιμοποιεί δύο από τις πύλες NAND στο 4011 για να δημιουργήσει μια πύλη AND. Επειδή μια πύλη NAND δεν είναι τίποτα περισσότερο από πύλη AND της οποίας η έξοδος είναι ανεστραμμένη, μπορείτε να δημιουργήσετε μια πύλη AND από μια πύλη NAND αντιστρέφοντας την έξοδο της πύλης NAND.

  Αυτή η αντιστροφή λειτουργεί λόγω ενός από τους θεμελιώδεις κανόνες της λογικής: Εάν αντιστρέψετε μια τιμή δύο φορές, παίρνετε την αρχική τιμή. Έτσι, εάν αντιστρέψετε μια πύλη AND μία φορά, θα πάρετε μια πύλη NAND? αν το επαναφέρετε ξανά, επιστρέφετε σε πύλη AND.

• Στο τρίτο σύνολο των εγγράφων του έργου , βλέπετε πώς να δημιουργήσετε μια πύλη OR χρησιμοποιώντας τρεις πύλες NAND. Μια πύλη NAND είναι η ίδια με μια πύλη OR των οποίων οι είσοδοι έχουν αναστραφεί. Έτσι, για να δημιουργήσετε μια πύλη OR χρησιμοποιώντας πύλες NAND, αντιστρέφετε τις δύο εισόδους με πύλες NAND διαμορφωμένες ως μετατροπείς (δηλαδή με τις εισόδους τους ενσύρματες). Η έξοδος από αυτούς τους μετατροπείς αποστέλλεται στις εισόδους της τρίτης πύλης NAND.

• Το τελικό έργο χρησιμοποιεί και τις τέσσερις πύλες NAND στο τσιπ 4011 για να δημιουργήσει μια πύλη NOR. Μια πύλη NOR δεν είναι τίποτα περισσότερο από μια πύλη OR της οποίας η έξοδος έχει αναστραφεί. Έτσι, δημιουργείτε πρώτα μια πύλη OR χρησιμοποιώντας την τεχνική του προηγούμενου έργου. τότε ρυθμίζετε την τέταρτη πύλη NAND στο τσιπ 4011 ως μετατροπέα για να αντιστρέψετε την έξοδο της πύλης OR.

Επειδή αυτά τα έργα χτίζονται το ένα πάνω στο άλλο, μην σκίζετε το breadboard σας μετά την ολοκλήρωση κάθε έργου.Αντ 'αυτού, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κάθε συναρμολογημένο έργο ως σημείο εκκίνησης για το επόμενο. Αν επιλέξετε να δημιουργήσετε τα έργα με αυτό τον τρόπο, μπορείτε να σαρώσετε τα βήματα για να δείτε τι αντιστάσεις και καλώδια jumper πρέπει να μετακινηθούν για κάθε έργο.

Μπορείτε εύκολα να μετατρέψετε μια πύλη NAND σε έναν μετατροπέα μίας εισόδου (δηλαδή μια πύλη NOT) συνδέοντας τη μία είσοδο και στις δύο εισόδους της πύλης NAND. Αυτή η σύνδεση προκαλεί τις δύο εισόδους να είναι πάντα ίδιες: Είτε οι δύο είναι ΥΨΗΛΟΙ, είτε και οι δύο είναι ΧΑΜΗΛΗ.

Σε πύλη NAND, αν και οι δύο είσοδοι είναι ΥΨΗΛΕΣ, η έξοδος είναι LOW και αν και οι δύο είσοδοι είναι LOW, η έξοδος είναι ΥΨΗΛΗ. Έτσι, η καλωδίωση των εισόδων μιας πύλης NAND μαζί έχει την επίδραση της αναστροφής της εισόδου.