Oppilas osaaa demon jälkeen:
-
Käyttää 74-sarjan logiikkapiirejä ja yhdistää kytkimiä ja Ledejä näihin piireihin.
Logiikkayhtälön muuntaminen toimivaksi kytkennäksi
Diodien käyttäminen logiikkakytkentänä
Yhdistää kytkentäkaavion ja oikean laitteen osat toisiinsa
Mitata logiikka-analysaattorilla kello- ja liipaisusignaaleja
Demoon tarvitaan seuraavat laitteet:
-
-
NAND ja AND piirit
Koekytkentälevy
Hyppylankoja
Mikrokytkimiä 4 kpl ja 1 Led+etuvastus 5v(~300 Ohm)
o Mikrokytkimet kannattaa korvata Dip-kytkirivillä(DIP switch), jolloin laitteen käyttö helpottuu.
o Ylösvetovastukset kytkimille ~10kOhm
Liikennevalo demo-levy
Assistentin ohje:
Sujuvuuden takia ryhmän voi jakaa kahteen osaan, joista ensimmäinen tekee testejä logiikkapiireillä ja toinen ryhmä
mittaa logiikka-analysaattorilla liikennevalo piiriä. Esimerkki tehtävistä Liitteenä (Liite 1).
1)Läpikäytävät asiat
-
-
Logiikkapiirit
o Opiskelijat ratkaiset annetut yhtälöt muotoon jossa ne voidaan toteuttaa NAND ja AND komponenteilla
o Molemmissa logiikkapiireissä on neljä porttia. Joten mahdollisia ratkaisuja on useita.
o Opiskelijat voivat ensin johtaa yhtälöt sopivaan muotoon ja tämän jälkeen tehdä kytkennän
o Kytkentä tehdään koekytkentä levylle hyppylankojen avulla
o Kytkimiä käytetään antamaan looginen 1 tai 0, HUOM! Muista ylösvetovastukset(10K)
o Lediä käytetään ilmaisemaan piirin ulostulo.
o Opiskelijat testaavat että heidän rakentaman piirin ulostulo vastaa alkuperäisen kytkennän logiikkaa
Liikennevalot
o Esitellään aluksi kuinka liikennevalot toimivat
o Laitteessa on kaksi toiminta moodia
1. Laite toimii automaattisesti päästäen vuoroin jalankulkijoita ja vuoroin autoja kulkemaan
2. Laite päästää vain autoja kunnes jalankulkija painaa nappia, jolloin valot hetken kuluttua vaihtuu
o Laiteen kello-signaalin voi tuottaa NE555-piirillä, mikrokytkimellä, tai ulkoisella lähteellä.
o Laitteesta voi mitata Laskuripiirin A-D ulostulot ja näitä binäärilukuja vastaavat liikennevalojen tilat.
o Lisäksi voidaan kysyä kuinka ”jalankulkijan kytkin” toimii 2-moodissa
 Kytkintä painettaessa AND-piiri menee lukkoon ja päästää kellon kulkemaan laskurille, samalla
syttyy indikaattori ledi
 Kun jalankulkija saa vihreän valon AND-lukon ulostulossa oleva ledi sammuu
 Nappi toimii vaikka laite olisi 1-moodissa, mutta tällöin liikennevalot vaihtuvat muutenkin.
Lähteet kirjallisuudessa:
-
Liite 1. Tehtäväkortti demolle
Tehtävä 1
Toteuta yhdellä NAND ja yhdellä AND –logiikka piirillä kytkentä joka toteuttaa funktion:
F = AB + CD
F = AB * Inv(CD)
Tehtävä 2
Kuinka kauan NE555-piirin kellopulsin on LOW-tilassa ja kuinka kauan HIGH-tilassa? Mikä on kellopulsin taajuus?
____________________________________________________________________________
Minkä funktion diodi kytkentä toteuttaa?
____________________________________________________________________________
Mitä etua ja haittaa diodien käytöstä logiikkana on?
____________________________________________________________________________
1
CLK
A
B
C
D
LED 1(Red)
LED 2(Yellow)
LED 3(Green)
LED 4(Red)
LED 5(Green)
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
CLK
A,B,C,D