วัตถุประสงค์
- ฝึกต่อวงจรโดยใช้ไอซีลอจิก 74HCT00 บนเบรดบอร์ด
- สร้างลอจิกเกตพื้นฐาน เช่น เกต OR AND และ NOR หรือตามฟังก์ชันบูลีนที่กำหนดให้โดยใช้ลอจิกเกต NAND ที่มีอยู่ในไอซี 74HCT00
- ต่อวงจรปุ่มกดเพื่อใช้เป็นอินพุต และต่อวงจรไดโอดเปล่งแสงพร้อมตัวต้านทานเพื่อใช้เป็นเอาต์พุตสำหรับลอจิกเกต
- แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด) 1 อัน
- ไอซี 74HCT00 1 ตัว
- ปุ่มกดแบบสี่ขา 2 ตัว
- ไดโอดเปล่งแสงขนาด 5 มม. 1 ตัว
- ตัวต้านทาน 10kΩ 2 ตัว
- ตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω 1 ตัว
- สายไฟต่อวงจร 1 ชุด
- แหล่งจ่ายควบคุมแรงดัน 1 ชุด
1. ออกแบบและวาดผังวงจร สำหรับสร้างลอจิกเกตที่มีอินพุตสองขาและเอาต์พุตหนึ่งขา โดยใช้ไอซี 74HCT00 เพียงตัวเดียวเท่านั้น โดยแบ่งเป็นสามกรณี ได้แก่ AND OR และ NOR พร้อมวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Up จำนวน 2 ชุด (SW1 และ SW2) สำหรับขาอินพุตทั้งสองของลอจิกเกต และวงจรไดโอดเปล่งแสง (LED1) พร้อมตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω เพื่อใช้แสดงสถาณะสำหรับเอาต์พุต
2. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต AND และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
3. สร้างอินพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.1.1
4. ยกเลิกการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด
5. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต OR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
6. สร้างอนพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.1.2
7. ยกเลิกการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด
8. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต NOR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
9. สร้างอนพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.1.3
ผลการทดลอง
***เนื่องจากเป็นวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Up
ทำให้เมื่อ ไม่กด แรงดันที่ขาอินพุตของไอซีกับGND เป็น 5v แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเป็น 0v (ไม่มีกระแสไหลผ่าน)
เมื่อ กด Switch แรงดันที่ขาอินพุตของไอซีกับGND เป็น 0v แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเป็น 5v
เทียบกับตารางค่าความจริงจะได้ กด 0 ไม่กด 1 ***
| ปุ่มกด SW1 | ปุ่มกด SW2 | สถานะของไดโอกเปล่งแสง (ติด/ดับ) |
| ไม่กด | ไม่กด | ติด |
| ไม่กด | กด | ดับ |
| กด | ไม่กด | ดับ |
| กด | กด | ดับ |
ตารางที่ 2.2.1 ผลการทดลองสำหรับลอจิกเกต AND
-----------------------------------------*O*-------------------------------------------
| ปุ่มกด SW1 | ปุ่มกด SW2 | สถานะของไดโอกเปล่งแสง (ติด/ดับ) |
| ไม่กด | ไม่กด | ติด |
| ไม่กด | กด | ติด |
| กด | ไม่กด | ติด |
| กด | กด | ดับ |
ตารางที่ 2.2.2 ผลการทดลองสำหรับลอจิกเกต OR
-----------------------------------------*O*-------------------------------------------
| ปุ่มกด SW1 | ปุ่มกด SW2 | สถานะของไดโอกเปล่งแสง (ติด/ดับ) |
| ไม่กด | ไม่กด | ดับ |
| ไม่กด | กด | ดับ |
| กด | ไม่กด | ดับ |
| กด | กด | ติด |
ตารางที่ 2.2.3 ผลการทดลองสำหรับลอจิกเกต NOR
-----------------------------------------*O*-------------------------------------------
คำถามท้ายการทดลอง
1. จากผลการทดลองต่อวงจรสำหรับสร้างลอจิกเกต AND OR และ NOR ตามลำดับ เป็นไปตามตารางค่าความจริงสำหรับลอจิกเกตดังกล่าวหรือไม่ จงอธิบาย
ตอบ เป็นไปตามตารางค่าความจริง เนื่องจากเป็นวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Up
ทำให้เมื่อ ไม่กดSW แรงดันที่ขาอินพุตของไอซีกับGND เป็น 5v (แทน 1) แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเป็น 0v (ไม่มีกระแสไหลผ่าน) และเมื่อ กดSW แรงดันที่ขาอินพุตของไอซีกับGND เป็น 0v (แทนด้วย 0) แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเป็น 5v เทียบกับตารางค่าความจริงจะได้ ไฟติดเป็น 1 ไฟดับเป็น 0 ซึ่งตรงตามตารางค่าความจริง
2. เมื่อต่อวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Down (แทน Pull-Up) เพื่อสร้างสัญญาณอินพุตให้ลอจิกเกต จะให้ผลแตกต่างจากที่ทดลองไปหรือไม่ จงอธิบาย
ตอบ ผลการทดลองจะแตกต่างกัน จะสลับตรงข้าม คือการต่อแบบ Pull-Down เมื่อไม่กดSW แรงดันที่ขาอินพุตของไอซีกับGND เป็น 0v (แทน 0) แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเป็น 5v (มีกระแสไหลผ่าน) และเมื่อ กดSW แรงดันที่ขาอินพุตของไอซีกับGND เป็น 5v (แทนด้วย 1) แรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเป็น 0v
| ปุ่มกด SW1 | ปุ่มกด SW2 | สถานะของไดโอกเปล่งแสง (ติด/ดับ) |
| ไม่กด | ไม่กด | ดับ |
| ไม่กด | กด | ติด |
| กด | ไม่กด | ติด |
| กด | กด | ติด |
3.ถ้าจะสร้างวงจรตรรกะตามฟังก์ชันบูลีน 0 = A∙C' + B∙C โดยใข้ไอซี 74HCT00 เท่านั้น จะต้องออกแบบอย่างไรให้ (วาดรูปผังวงจร)
ตอบ
-----------------------------------------*O*-------------------------------------------
* Pull-up ตัวต้านทานจะต่อเข้ากับVcc (+5V) เพื่อรักษาระดับของแรงดันให้คงที่ ทำให้อยู่ในสถานะตลอดเวลา และเมื่อกด Switch จะให้สถานะเป็นลอจิก หรือที่เรียกว่าActive Low เพราะกระแสไฟฟ้าจะไหลลง Ground ทันที ส่วนใหญ่นิยมแบบ Pullup มากกว่า เพราะวงจรจะมีความปลอดภัยจากสัญญาณรบกวนได้
** Pull-down ตัวต้านทานจะต่อเข้ากับ Ground เพื่อรักษาระดับของแรงดันให้คงที่ ทำให้อยู่ในสถานะตลอดเวลาและเมื่อกด Switch จะให้สถานะเป็นลอจิกหรือที่เรียกว่า Active High เพราะกระแสไฟฟ้าจะไหลไปยัง Vcc (+5V) หรือ VBAT ทันที
*** สรุป ง่ายๆก็คือ การต่อ Pull-up หรือ Pull-Downd มีไว้ก็เพื่อให้แน่ใจว่า แรงดันที่ต่อเข้ากับขาของตัว Microcontroller หรือ ไอซีควบคุมการเปิดปิดเครื่องจะคงอยู่ในสภาวะที่ถูกต้อง เมื่อยังไม่ได้กด Switch แรงดันที่ได้คือ 5V หรือ VBAT แต่เมื่อเรากด Switch แรงดันจะ เปลี่ยนเป็น 0V ทันที การต่อแบบ Pull-Downd ผลที่ได้จะตรงข้าม คือเมื่อยังไม่ได้กด Switch แรงดันที่ได้คือ 0V เมื่อกด Switch แรงดันจะเปลี่ยนเป็น 5V หรือ VBAT ทั่วๆไปจะนิยม Pull-up ทำให้สัญญาณออกมาเป็น Active low เพราะจะทำให้วงจรมีความปลอดภัยมากกว่าหากเกิดปัญหาขึ้นตามมา
**** ขอขอบคุณ http://wintesla2003.com/topic/113504
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น