Készítsen XOR kaput a tranzisztorokból: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

VAGY a kapuk nagyon hasznosak, de van egy furcsa funkciójuk, amely tökéletesen működik, de bizonyos alkalmazásokban problémákat okozhatnak. Ez az a tény, hogy ha mindkét bemenet egy, akkor a kimenet is egy. Ha lenne olyan alkalmazásunk, ahol ezt nem szeretnénk, esetleg összeadót építenénk, akkor valami Exclusive Or Gate -t használnánk, ami rövidítve XOR vagy EOR.

1. lépés: Tervezés

Az XOR viselkedés elérésének egyik módja az, ha vesz egy szabályos VAGY kaput, majd foglalkozik azzal az esettel, amikor mindkét bemenet pozitív. Ha ÉS kaput kötünk a bemenetekhez, akkor jelet kaphatunk, amikor az eset megjelenik. Ezután felvehetjük ezt a jelet, megfordíthatjuk, majd ezt és a VAGY kapu kimenetét egy másik ÉS kapuhoz köthetjük. Ez lehetővé teszi, hogy amikor nem úgy van, hogy mindkét bemenet be van kapcsolva, a VAGY kapu egyszerűen átmegy a második ÉS kapun, de amikor mindkét bemenet magasra emelkedik, az első ÉS kapu kikapcsolja a második ÉS kaput, és a kimenet kikapcsolva a VAGY kapu állapotától függetlenül.

Az egyik beállítás, amit végül az utolsó áramkörben végeztem, az ÉS/NEM kombináció átkapcsolása egy NAND kapura, ami csak egy fordított ÉS kapu. Ennek működési módja később fog kiderülni.

Most írjuk le ugyanazt a vázlatot, de tranzisztorokkal és ellenállásokkal. Az általam használt tranzisztor a 2N2222 BJT, amely meglehetősen gyakori (a 2N4401 és a 2N3904 is működik). 6 tranzisztor, 3 20 k ohmos ellenállás, 3 47 k ohmos ellenállás, 1 510 ohmos ellenállás, két nyomógomb és egy LED használt. Ezeket az ellenállási értékeket az 5v -os áramforrásom és a 2N2222 -es minimum 0,1 mA vagy 0,0001A áram alapján választottam. Ha az Ohm törvénye alapján kiszámítja a helyes talajellenállást ezekhez az értékekhez, akkor 50 000 ohm értéket kap. A 47 k ohm elég közel van az alsó NAND kapuhoz, de miért az alacsonyabb érték a VAGY kapuhoz és a második ÉS kapu első bemenete? Ennek oka az, hogy a VAGY -kaput alkotó tranzisztorok kibocsátója egy másik tranzisztor bázisán keresztül van bekötve, ezért egy második ellenálláson fut át, nem közvetlenül a földre. (A LED áramkorlátozó ellenállása elég alacsony, ezért jelentéktelen ebben a számításban).

2. lépés: Tranzisztorok, gombok és a LED hozzáadása

3. lépés: Ellenállások hozzáadása

4. lépés: Vezetékek hozzáadása

A táp áramellátásának módja az, hogy a tápegységeket egy 5 V -os és 500 mA -es áramerősségű laborpadon lévő tápegységhez csatlakoztatom. Ugyanezt a bemenetet lehet elérni az Arduino 5V és és GND csapjainak csatlakoztatásával, de valójában egy 5V -os tápegység működik (bár egy korlátozott áram ajánlott, hogy csökkentse az alkatrészek felrobbanásának kockázatát).

5. lépés: Tesztelés és hibaelhárítás

Most, hogy be van kapcsolva, hadd teszteljem a sajátodat. Ha az egyik vagy másik gombot megnyomja, a LED -nek világítania kell. Ha azonban mindkettőt megnyomja, a LED kialszik.

Gyakori problémák

1. Ha úgy tűnik, hogy az egyik bemenet nem úgy működik, ahogy kellene, és ha mindkét bemenet be van kapcsolva, akkor is nulla értéket mutat, akkor a gomb megnyomásakor ellenőrizze a feszültséget az ÉS kapu bemenetén, amely a VAGY kaputól érkezik. Ha alacsony (<2V), csökkentse a VAGY -ról az ÉS kapura menő ellenállás ellenállását.
2. Ha a kapu továbbra is csak VAGY kapuként működik, ami azt jelenti, hogy amikor mindkét bemenet be van kapcsolva, akkor ellenőrizze a feszültséget, amely az ÉS kapu NAND kapujából származó bemenetébe kerül. Ha ez magas, amikor mindkét gombot megnyomja, győződjön meg arról, hogy az ÉS kapuban lévő tranzisztorok működnek, és ellenőrizze az ellenállást onnan a földre, amikor mindkét gombot megnyomja. Ha ez az ellenállás magas és/vagy a feszültség alacsony, cserélje ki ezt a két tranzisztort, vagy csökkentse a NAND kapuk bemeneteinek ellenállását.

6. lépés: Többet szeretne?

Ha tetszett ez az Instructable, akkor nézze meg az Amazon -on megjelent könyvemet "A kezdők útmutatója az Arduino -hoz". Ez áthalad az alapvető áramköri elveken, valamint az Arduino programozásához használt C ++ kódon.