Lav en XOR -port ud af transistorer: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

ELLER porte er meget nyttige, men de har en ulige funktion, der kan fungere fint, men i visse applikationer kan forårsage problemer. Det er det faktum, at hvis begge input er en, så er output også en. Hvis vi havde en applikation, hvor vi ikke ville have dette, måske byggede vi en adder, ville vi bruge noget, der hedder en Exclusive Or Gate, som forkortes XOR eller EOR.

Trin 1: Design

En måde at opnå XOR -adfærden på er at tage en almindelig OR -gate og derefter behandle det tilfælde, hvor begge input er positive. Hvis vi binder en AND -port til input, kan vi få et signal, når den sag dukker op. Vi kan derefter tage det signal, invertere det og derefter binde det og output fra OR -porten til en anden OG -gate. Dette vil gøre det sådan, at når det ikke er tilfældet, at begge indgange er tændt, vil OR -porten simpelthen passere gennem den anden OG -port, men når begge indgange går højt, lukker den første OG -port den anden OG -port og holder outputtet slukket uanset tilstanden for OR -porten.

En justering, jeg endte med at foretage i det sidste kredsløb, er at skifte AND/NOT -kombinationen til en NAND -gate, som bare er en omvendt AND -gate. Den måde, det fungerer på, vil vise sig senere.

Lad os nu skrive det samme skematisk op, men med transistorer og modstande. Den type transistor, jeg brugte, er 2N2222 BJT, som er ret almindelig (2N4401 og 2N3904 fungerer også). Jeg brugte 6 transistorer, 3 20k ohm modstande, 3 47k ohm modstande, 1510 ohm modstand, to trykknapper og en LED. Jeg valgte disse modstandsværdier baseret på min 5v strømkilde og 0,1 mA eller 0,0001A minimumsstrøm for 2N2222. hvis du bruger Ohms lov til at beregne den korrekte modstand mod jord for disse værdier, får du 50.000 ohm. 47k ohm er tæt nok på den nedre NAND -gate, men hvorfor den lavere værdi for OR -porten og den første indgang til den anden OG -gate? Årsagen er, at emitteren af transistorer, der udgør OR -porten, er tilsluttet gennem bunden af en anden transistor, der derfor løber gennem en anden modstand, ikke direkte til jorden. (LED's nuværende begrænsningsmodstand er en lav nok værdi til, at den er ubetydelig i denne beregning).

Trin 2: Tilføjelse af transistorer, knapper og lysdioden

Trin 3: Tilføjelse af modstande

Trin 4: Tilføjelse af ledninger

Den måde, jeg tænder mit bord på, tilslutter strømskinnerne til en strømforsyning til en laboratoriebænk, der er indstillet til 5v og 500mA maks. Strøm. Den samme slags input kan opnås ved at tilslutte strøm til en Arduinos 5V- og og GND -ben, men virkelig virker en 5v -strømforsyning (selvom en strøm begrænset anbefales for at reducere risikoen for at sprænge komponenter).

Trin 5: Test og fejlfinding

Nu hvor den er tilsluttet, lader jeg dig teste din egen. Hvis der trykkes på den ene eller den anden af knapperne, skal LED'en lyse. Hvis begge skubbes, slukkes lysdioden imidlertid.

Almindelige problemer

1. Hvis en indgang ikke ser ud til at fungere som den skal, og hvis begge indgange er tændt, giver det stadig et nul, skal du kontrollere spændingen ved indgangen til AND -porten, der kommer fra OR -porten, når der trykkes på knappen. Hvis den er lav (<2V), reduceres modstanden fra modstanden fra OR til AND -porten.
2. Hvis porten stadig fungerer som bare en OR -port, hvilket betyder, at når begge indgange er tændt, er udgangen tændt, skal du kontrollere spændingen, der kommer ind i indgangen på AND -porten, der kommer fra NAND -porten. Hvis det er højt, når der trykkes på begge knapper, skal du sørge for, at dine transistorer i AND -porten fungerer, og kontrollere modstanden derfra til jorden, når der trykkes på begge knapper. Hvis denne modstand er høj, og/eller at spændingen er lav, skal du udskifte de to transistorer eller reducere inputenes modstand til NAND -portene.

Trin 6: Vil du have mere?

Hvis du kunne lide denne Instructable, så fortsæt og tjek min bog på Amazon kaldet "The Beginners Guide to Arduino." Det går over grundlæggende kredsløbsprincipper samt går over C ++ - koden, der bruges til at programmere en Arduino.