1KOhm + - y = x LED leuchtet wenn Schalter x gedrückt ist

Transkript

1 . Ohm = LED leuchtet wenn chlter gedrückt ist 2. Ohm = NICH ( = NO ) LED leuchtet wenn chlter nicht gedrückt ist = ist die Negtion von? Gibt es so einen kleinen chlter (Mikrotster)? 2. Ohm = UND LED leuchtet dnn, wenn chlter UND gedrückt ist = ( = AND ) UND 3. Ohm = ODER LED leuchtet dnn, wenn entweder chlter ODER gedrückt ist = ( = OR ) ODER 4. Negtor Wert Negtion von Wert mbol Negtor = NICH ( = NO ) LED leuchtet wenn chlter nicht gedrückt ist = ist die Negtion von entspr. entspr. 6. = ( ODER ) negiert LED leuchtet dnn, wenn kein chlter gedrückt ist; Wenn weder noch gedrückt wird. = NO ( ) = = NOR (, ) 5. = ( UND ) negiert LED leuchtet dnn, wenn kein chlter oder ein chlter gedrückt ist; LED leuchtet nicht, wenn beide chlter gedrückt werden. = NO ( ) = = NAND (, )

2 Verwendung des Busteins 4 7. ¼ Bustein Die chltung funktioniert nicht, d lle Eingänge ein undefiniertes ignl erhlten. Auch wenn der chlter gedrückt wird, bleibt der obere undefiniert. Die Lösung zeigt die nächste chltung. 8. ¼ Bustein PullDown Widerstnd = NO ( ) = NO ( ) = Ges.: = PullUp ¼ Bustein Widerstnd 9. PullDown Widerstnd = NO ( ) = NO ( ) = Ges.2: = PullDown Widerstnd ¼ Bustein = NO ( ) = NO ( ) =. PullDown Widerstnd LED leuchtet immer Ges.3: =. ¼ Bustein = NO ( ) = = NAND (, )

3 2. ¼ Bustein ¼ Bustein = = AND (, ) Ges.4: = AND us NAND s erzeugen 3. ¾ Bustein = OR (, ) = = > = ODER us NAND s erzeugen Ges.5: = (Erweiterung der chltung zu NOR ist ebenflls möglich) 5. = = 3fch NAND us NAND s mit 2 Eingängen erzeugen = ndere chreibweise = wird in der Folge nun weggelssen ODER chltg = = = = Die beiden Negtionen heben sich uf (s. Ges.4) können entfllen

4 5. ¾ Bustein = = Nur wenn lle 3 chlter gedrückt sind ist ds Ergebnis sonst 3fch AND us NAND s mit 2 Eingängen erzeugen = = = = = = = Negtion = NAND NAND 6. Negtion 4/4 Bustein = = Nur wenn lle 3 chlter gedrückt sind ist ds Ergebnis sonst

5 7. = XOR (, ) bzw. Antivlenz =... = = = Die chltung ist ein eil eines Addierwerkes eines Computers, denn es gilt: ummnd ummnd 2 = Ergebnis Übertrg Die chltung ist noch nicht komplett, d uch der Übertrg von der Vorstelle berücksichtigt werden muss! Der Übertrg selbst knn mit einem UND erzeugt werden, denn nur wenn beide Eingänge sind, ist uch = Rückkopplung 8. rückgekoppelte digitle chltung ndere Drstellung n chltung ht zwei Eingänge (R und ) und zwei Ausgänge ( und n). Beim Drücken von chlter erscheint m Ausgng eine, die uch bestehen bleibt, wenn mn den chlter wieder losläßt (nlog bei R und n), die chltung speichert den eingestellten Wert. Diese Anordnung knn lso genu Bit speichern. But mn (lso: 6 ) solcher chltungen uf, ht mn den gnz bruchbren RAMHuptspeicher eines Computers von 2GBte (sttisches RAM wird mit dnmischen RAM relisiert, stt. RAM im Cche).. Die technische Bezeichnung ist: RLtch R = n

6 Die chltung, ds Ltch, knn folgende Zustände nnehmen: n R Ds ist ein Zustnd speichern ; die chlter sind nicht betätigt Forml ht sich nichts geändert, es ist jedoch der et Zustnd, der Ausgng wird uf gesetzt, ws er schon wr. Ds ist der Reset Zustnd, der Ausgng wird zurück uf gesetzt, n zeigt jetzt den negierten Wert. Läßt mn dnch den chlter wieder los kommt mn wieder in den peicherzustnd von den jetzt eingestellten Werten.?? Drückt mn beide chlter, entsteht uch ein Ausgngssignl, ds ist grntiert flsch, d unerlubt. teuerung mit Pegel Ds oben beschriebene Ltch wird mit gesteuert. Ds funktioniert zwr, entspricht ber nicht den Vorschriften, es soll mit gesteuert werden. Ds knn mn mit den vorhndenen NANDGttern des Busteins uch relisieren: 9. n R?? et Reset unerlubt R n Die in der belle gezeigten Zustände entsprechen nun ekt der heorie. Unerlubt bedeutet, dss ds möglich ist, ber flsche Ergebnisse bringt. Insbesondere wenn dnch der peicher Zustnd folgt, ist der Wert für und n undefiniert. Anwendung: z.b. Ein Ausschlter; teuerung von Lichtsignlen uf Modellbhnen; steuert mn gleichzeitig ein Relis mit n, knn uch eine Fhrstrombschltung erfolgen

7 2. R ktzustnd gesteuertes RLtch n R?? et Reset unerlubt R n Wenn der chlter offen ist, liegt n den ersten beiden Gttern n einem Eingng immer eine n, der Ausgngswert dieser Gtter wird lso immer sein, denn und ist und drüber die Negtion ist, die chltung bleibt immer im peicherzustnd! Nur wenn gedrückt wird, lso gleich ist, knn der Zustnd des Ltch verändert werden. Diese chltung ist wichtig in der Rechentechnik, es wird beim peichern erst ds Einschwingen der Dtenleitungen bgewrtet, dnn durch = die Übernhme in den peicher vollzogen. Auch in nderen chltkreisen, wie beispielsweise chieberegister oder Decoder wird ähnlich verfhren. Ds ignl heißt zumeist dnn trobe. chltungssmbol für ein ktzustndsgesteuertes RLtch Anwendung: Verriegelung von chltern 2. ktzustnd gesteuertes DLtch n Vorteil der Anordnung ist, dss es keine unerlubte Eingngsbelegung gibt. Immer wenn ds ktsignl nliegt, wird ds RLtch entsprechend gesetzt. Ist ds ktsignl, wird die Einstellung gespeichert. D n D Fll Fll2 chltungssmbol für ein ktzustndsgesteuertes DLtch D

8 ktflnken gesteuerte Kippschltung FlipFlop 22. 4,7uF C 5K 75K R n In R Die veränderte chltung m kteingng wird ls Hochpß bezeichnet. Wird ngelegt, fällt die pnnung über R etws b. Der Kondenstor wird über R2 ufgelden, so dss ds proportionle ignl zum trom n R2 zur Verfügung steht. D der trom nur gnz kurz den mimlen Wert nnimmt und dnch rsch uf zurückgeht, entsteht ein Ndelimpuls für den kteingng. C R2 Out chlter ein pnnung n R t trom durch bzw. pnnung n R2 t D für die Gtter nun nur noch einen kleinen Augenblick lng eine bereitgestellt wird, wird nur für diese kleine Zeit der Zustnd des Ltch verändert. Mn sgt, dss die chltung mit positiver Flnke gesteuert wird. Für diese chltung gibt es eine neue Bezeichnung: FlipFlop Der Zeitpunkt der Umschltung knn nun gnz genu festgelegt werden. Zur Kontrolle knn mn m Punkt C eine weitere LED nschließen, diese blitzt bei Betätigung von miniml uf RFlipFlop Flnken gesteuert R Mit nsteigender Flnke gesteuertes RFlipFlop

9 ktflnken gesteuerte rigger Kippschltung 23. 4,7uF C R R2 5K 75K R n FlipFlop D die Erzeugung des Ndelimpulses nur eine Erstzlösung ist, funktioniert ds Gnze zuweilen schlecht. Es gibt einen speziellen chltkreis mit 2 JKFlipFlops (427), der brucht ntürlich viel mehr Gtter und funktioniert sehr gut. Hier soll nur ml gezeigt werden, dss lle Kippglieder nur durch Veränderte äußere Beschltung des RLtsch erzeugt werden können und ds lles mit einem einzigen chltkreis. Die chltung kippt bei Betätigung des sters (positive Flnke) zwischen = und = (entspr. n= und n=) hin und her. Problem ist, welcher Zustnd sich beim Einschlten der Betriebsspnnung einstellt? Hier ist eine ResetMöglichkeit notwendig. Würde mn nstelle des Impulses ds schon beknnte längere ktsignl zur teuerung nutzen, würde die chltung pusenlos hin und herkippen. Ds ist schlecht ber Bsis für schwingende chltungen, wie Blinklicht oder onerzeugung, ber uch für JKFlipFlops. Anwendung: In Kombintion mit Relis ls Lichtschlter 24. Atbiler Multivibrtor Blinkschltung / ongenertor 22uF 22uF n Die chltung unterscheidet sich vom R Ltch nur wenig. Der zweite Eingng wird über einen Kondenstor gesteuert, der seinerseits über einen Widerstnd entlden wird. Umgeschltet wird nur dnn, wenn mindest ein Eingng uf liegen. Ht der Ausgng unten eine, so sind beide eiten des Kondenstors. Lngsm wird der Kondenstor entlden, kommt er zum Pegel, erschein m Ausgng oben eine ( und = negiert ), der ndere Kondenstor wird ufgelden usw. Die chltung blinkt mit etw 2Hz. Werden die Kondenstoren und die Widerstände verkleinert, schwingt die chltung mit höherer Frequenz. Ab einer bestimmten Frequenz knn mn die chwingungen hören wir hben einen ongenertor mit Rechecksignl.

10 24. Atbiler Multivibrtor unterbrechbr 22uF Unterbrechbr ist ds Blinken, indem die Verbindung zu einem Widerstnd zur Msse (nch ) unterbrochen wird. Anstelle eines chlters knn uch der Ausgng eine nderen Gtters geschltet werden, somit ist ds Blinken über eine vorgeschltete Logik steuerbr. 22uF n K 22uF n Monotbiler Multivibrtor Bei Betätigung des chlters kippt die chltung in den nderen Zustnd. Mit Entldung des Kondenstors kippt die chltung nch einer gewissen Zeit, bestimmt durch den Kondenstor und den Widerstnd 75K wieder in den Ausgngszustnd zurück und bleibt in diesem Zustnd. Nch etw 6sec ist wieder der Ausgngszustnd erreicht. Grundzustnd: Ausg. oben, unten Eing. unten und ( und = negiert ) chlter: unten und = negiert Eing. oben beide, Ausg., der oberste wird über den Widerstnd lngsm ( und = negiert ) chltung kippt zurück. Anwendungen: Nchlufschltung, reppenlicht usw.