ตัวนับ BCD โดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบไม่ต่อเนื่อง: 16 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

วันนี้ในโลกดิจิทัลนี้ เราสร้างวงจรดิจิทัลประเภทต่างๆ โดยใช้ไอซีและไมโครคอนโทรลเลอร์ ฉันยังสร้างวงจรดิจิทัลมากมาย ในเวลานั้นฉันคิดว่าสิ่งเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร ดังนั้นหลังจากการวิจัย ฉันพบว่าสิ่งเหล่านี้ได้รับการออกแบบจากส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐาน ดังนั้นฉันจึงสนใจมันมาก ดังนั้นฉันจึงวางแผนที่จะสร้างอุปกรณ์ดิจิทัลโดยใช้ส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง ฉันสร้างอุปกรณ์บางอย่างในคำสั่งก่อนหน้าของฉัน

ที่นี่ในคำแนะนำนี้ฉันสร้างตัวนับดิจิตอลโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบแยกส่วน ยังใช้ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ฯลฯ… ตัวนับเป็นเครื่องจักรที่น่าสนใจซึ่งนับจำนวนได้ นี่คือตัวนับไบนารี 4 บิต ดังนั้นมันจึงนับจาก 0000 เลขฐานสองถึง 1111 เลขฐานสอง ในรูปทศนิยมคือ 0 ถึง 15 หลังจากนี้ฉันแปลงเป็นตัวนับ BCD ตัวนับ BCD เป็นตัวนับที่นับได้ไม่เกิน 1001 (ทศนิยม 9 ตำแหน่ง) ดังนั้นจึงรีเซ็ตเป็น 0000 หลังจากนับ 1001 หมายเลข สำหรับฟังก์ชันนี้ ฉันเพิ่มวงจรรวมบางส่วนเข้าไป ตกลง.

แผนภาพวงจรเต็มได้รับข้างต้น

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับทฤษฎีโต้แย้งนี้ โปรดไปที่บล็อกของฉัน:

ขั้นแรก ฉันอธิบายขั้นตอนการทำแล้วอธิบายทฤษฎีที่อยู่เบื้องหลังเคาน์เตอร์นี้ ตกลง. มาตีความกัน….

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบและเครื่องมือ

ส่วนประกอบ

ทรานซิสเตอร์:- BC547 (22)

ตัวต้านทาน:- 330E(1), 1K (4), 8.2K(1), 10K(15), 68K(1), 100K(8), 120K(3), 220K(14), 390K(6)

ตัวเก็บประจุ:- อิเล็กโทรไลต์:- 4.7uF(2), 10uF(1), 100uF(1)

เซรามิก:- 10nF(4), 100nF(5)

ไดโอด:- 1N4148(6)

LED:- แดง(2), เขียว(2), เหลือง(1)

ไอซีควบคุม:- 7805(1)

เขียงหั่นขนม: - อันเล็กกับอันใหญ่

สายจัมเปอร์

เครื่องมือ

เครื่องปอกสายไฟ

มัลติมิเตอร์

ทั้งหมดได้รับในรูปข้างต้น

ขั้นตอนที่ 2: การทำแหล่งจ่ายไฟ 5V

ในขั้นตอนนี้ เราจะสร้างแหล่งพลังงานที่เสถียร 5V สำหรับตัวนับแบบแยกส่วนของเรา มันถูกสร้างขึ้นจากแบตเตอรี่ 9V โดยใช้ตัวควบคุม IC 5V พินของไอซีมีดังรูป เราออกแบบเคาน์เตอร์สำหรับการจ่ายไฟ 5V เนื่องจากวงจรดิจิตอลเกือบทั้งหมดทำงานในลอจิก 5V ไดอะแกรมวงจรจ่ายไฟแสดงในรูปด้านบนและยังเป็นไฟล์ที่สามารถดาวน์โหลดได้ ประกอบด้วย IC และตัวเก็บประจุบางตัวสำหรับการกรอง มีไฟ LED แสดงสถานะ 5V ขั้นตอนการเชื่อมต่อได้รับด้านล่าง

ใช้เขียงหั่นขนมขนาดเล็ก

เชื่อมต่อ IC 7805 ที่มุมดังแสดงในรูปด้านบน

ตรวจสอบแผนภาพวงจร

เชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดและการเชื่อมต่อ Vcc และ GND กับรางด้านข้างตามที่แสดงในแผนภาพวงจร 5V เชื่อมต่อกับรางบวกด้านข้าง อินพุต 9V ไม่เชื่อมต่อกับรางบวก

ต่อขั้วต่อ 9V

ขั้นตอนที่ 3: การตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟ

ในขั้นตอนนี้ เราจะตรวจสอบแหล่งจ่ายไฟและแก้ไขปัญหาหากมีการตั้งค่าล่วงหน้าในวงจร ขั้นตอนได้รับด้านล่าง

ตรวจสอบค่าส่วนประกอบทั้งหมดและขั้วของมัน

ตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดโดยใช้มัลติมิเตอร์ในโหมดทดสอบความต่อเนื่องและตรวจสอบการลัดวงจร

หากเรียบร้อยดี ให้ต่อแบตเตอรี่ 9V

ตรวจสอบแรงดันไฟขาออกโดยใช้มัลติมิเตอร์

ขั้นตอนที่ 4: การวางทรานซิสเตอร์ Flip-Flop ครั้งแรก

จากขั้นตอนนี้เราจะเริ่มสร้างตัวนับ สำหรับเคาน์เตอร์เราต้องการรองเท้าแตะ 4 T ในขั้นตอนนี้ เราสร้าง T flip-flop เพียงอันเดียว รองเท้าแตะที่เหลือทำในลักษณะเดียวกัน พินเอาต์ของทรานซิสเตอร์ได้รับในรูปด้านบน แผนภาพวงจรฟลิปฟล็อป T เดี่ยวได้รับข้างต้น ฉันทำคำสั่งสอนโดยใช้ T flip-flop สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดไปที่ขั้นตอนการทำงานด้านล่าง

วางทรานซิสเตอร์ตามที่ระบุในรูปด้านบน

ยืนยันการเชื่อมต่อขาทรานซิสเตอร์

เชื่อมต่อตัวปล่อยเข้ากับราง GND ตามที่แสดงในภาพ (ตรวจสอบแผนภาพวงจร)

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ T flip-flop เยี่ยมชมบล็อกของฉัน ลิงค์ด้านล่าง

0creativeengineering0.blogspot.com/2019/03…

ขั้นตอนที่ 5: การตกแต่ง Flip-Flop ครั้งแรก

ที่นี่ ในขั้นตอนนี้ เราดำเนินการเดินสายแบบฟลิปฟลอปเส้นแรกให้เสร็จสมบูรณ์ ที่นี่เราเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดที่ได้รับในแผนภาพวงจรซึ่งอยู่ในขั้นตอนก่อนหน้า (T flip-flop)

ตรวจสอบแผนภาพวงจร T flip-flop

เชื่อมต่อตัวต้านทานที่จำเป็นทั้งหมดซึ่งกำหนดไว้ในแผนภาพวงจร

เชื่อมต่อตัวเก็บประจุทั้งหมดที่ได้รับในแผนภาพวงจร

เชื่อมต่อ LED ที่แสดงสถานะเอาต์พุต

เชื่อมต่อรางบวกและลบเข้ากับรางจ่ายไฟ 5V และราง GND ตามลำดับ

ขั้นตอนที่ 6: การทดสอบ Flip-Flop

ในขั้นตอนนี้ เราจะตรวจสอบข้อผิดพลาดในการเดินสายวงจร หลังจากแก้ไขข้อผิดพลาดแล้ว เราจะทดสอบ T flip-flop โดยใช้สัญญาณอินพุต

ตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดโดยการทดสอบความต่อเนื่องโดยใช้มัลติมิเตอร์

แก้ไขปัญหาโดยเปรียบเทียบกับแผนภาพวงจร

ต่อแบตเตอรี่เข้ากับวงจร (บางครั้งไฟ LED สีแดงจะดับลง)

ใช้พัลส์ -ve กับ clk pin (ไม่มีผล)

ใช้พัลส์ +ve กับ clk pin (สลับเอาต์พุตที่ถูกเปิดเป็นปิดหรือปิดเป็นเปิด)

ใช้พัลส์ -ve กับ clk pin (ไม่มีผล)

ใช้พัลส์ +ve กับ clk pin (สลับเอาต์พุตที่ถูกเปิดเป็นปิดหรือปิดเป็นเปิด)

สำเร็จ… T flip-flop แบบแยกของเราทำงานได้ดีมาก

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับ T Flip-Flop วิดีโอที่ให้ไว้ด้านบน

หรือเยี่ยมชมบล็อกของฉัน

ขั้นตอนที่ 7: การเดินสายไฟที่เหลือของ Flip-Flops 3 อัน

ที่นี่เราเชื่อมต่อส่วนที่เหลือของ 3 flip-flops การเชื่อมต่อเหมือนกับฟลิปฟล็อปตัวแรก เชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดตามแผนภาพวงจร

ต่อทรานซิสเตอร์ทั้งหมดตามภาพด้านบน

เชื่อมต่อตัวต้านทานทั้งหมดดังแสดงในภาพด้านบน

เชื่อมต่อตัวเก็บประจุทั้งหมดตามที่แสดงในภาพด้านบน

เชื่อมต่อไฟ LED ทั้งหมดตามที่แสดงในภาพด้านบน

ขั้นตอนที่ 8: ทดสอบ Flip-flops ทั้ง 3 ตัว

ที่นี่เราทดสอบรองเท้าแตะทั้ง 3 อันที่ทำในขั้นตอนก่อนหน้า ทำในลักษณะเดียวกับที่ทำในการทดสอบ flip-flop ครั้งแรก

ตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดโดยใช้มัลติมิเตอร์

เชื่อมต่อแบตเตอรี่

ตรวจสอบฟลิปฟล็อปแต่ละอันโดยใช้สัญญาณอินพุต (เหมือนกับที่ทำในการทดสอบฟลิปฟล็อปครั้งแรก)

ความสำเร็จ. รองเท้าแตะทั้ง 4 ตัวทำงานได้ดีมาก

ขั้นตอนที่ 9: เชื่อมต่อ Flip-Flops ทั้งหมดเข้าด้วยกัน

ในขั้นตอนก่อนหน้านี้ เราได้ดำเนินการเดินสายแบบ 4 ฟลิปฟล็อปสำเร็จแล้ว ตอนนี้เราจะสร้างตัวนับโดยใช้รองเท้าแตะ ตัวนับถูกสร้างขึ้นโดยการเชื่อมต่ออินพุต clk กับเอาต์พุตเสริมของ flip-flop ก่อนหน้า แต่ clk flip-flop แรกเชื่อมต่อกับวงจร clk ภายนอก วงจรนาฬิกาภายนอกถูกสร้างขึ้นในขั้นตอนต่อไป ขั้นตอนการทำเคาน์เตอร์มีดังนี้

เชื่อมต่ออินพุต clk ของ flip-flop เข้ากับเอาต์พุตเสริมของ flip-flop ก่อนหน้า (ไม่ใช่สำหรับ flip-flop ตัวแรก) โดยใช้สายจัมเปอร์

ยืนยันการเชื่อมต่อกับแผนภาพวงจร (ในบทแนะนำ) และตรวจสอบด้วยการทดสอบความต่อเนื่องหลายเมตร

ขั้นตอนที่ 10: การสร้างวงจรนาฬิกาภายนอก

สำหรับการทำงานของวงจรตัวนับ เราจำเป็นต้องมีวงจรนาฬิกาภายนอก ตัวนับนับพัลส์นาฬิกาอินพุต ดังนั้นสำหรับวงจรนาฬิกา เราจึงสร้างวงจรมัลติไวเบรเตอร์ที่เสถียรโดยใช้ทรานซิสเตอร์แบบไม่ต่อเนื่อง สำหรับวงจรมัลติไวเบรเตอร์ เราต้องการทรานซิสเตอร์ 2 ตัว และทรานซิสเตอร์หนึ่งตัวใช้สำหรับขับอินพุต clk ตัวนับ

ต่อทรานซิสเตอร์ 2 ตัวตามภาพ

เชื่อมต่อตัวต้านทานทั้งหมดตามที่แสดงในแผนภาพวงจรด้านบน

เชื่อมต่อตัวเก็บประจุทั้งหมดตามที่แสดงในแผนภาพวงจรด้านบน

ยืนยันการเชื่อมต่อทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 11: เชื่อมต่อวงจรนาฬิกากับตัวนับ

ที่นี่เราเชื่อมต่อทั้งสองวงจร

ต่อวงจรนาฬิกาเข้ากับรางจ่ายไฟ (5V)

เชื่อมต่อเอาต์พุตนาฬิกา astable กับอินพุต clk ตัวนับโดยใช้สายจัมเปอร์

ต่อแบตเตอรี่

หากไม่ได้ผลให้ตรวจสอบการเชื่อมต่อในวงจร astable

เราทำการนับ 4 BIT up ให้สำเร็จ นับจาก 0000 ถึง 1111 และนับซ้ำ

ขั้นตอนที่ 12: สร้างวงจรรีเซ็ตสำหรับ BCD Counter

ตัวนับ BCD เป็นเวอร์ชันจำกัดของ 4 BIT up counter ตัวนับ BCD เป็นตัวนับขึ้นซึ่งนับได้มากถึง 1001 (ทศนิยม 9) จากนั้นรีเซ็ตเป็น 0000 แล้วนับซ้ำ สำหรับฟังก์ชันนี้ เราบังคับให้รีเซ็ต flip-flop ทั้งหมดเป็น 0 เมื่อนับ 1,010 ดังนั้นที่นี่ เราจึงสร้างวงจรที่จะรีเซ็ต flip-flop เมื่อนับ 1,010 หรือตัวเลขที่เหลือที่ไม่ต้องการ แผนภาพวงจรแสดงด้านบน

เชื่อมต่อไดโอดเอาท์พุตทั้งหมด 4 ตัวตามที่แสดงในภาพ

เชื่อมต่อทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานฐานและตัวเก็บประจุตามที่แสดงในภาพ

ต่อทรานซิสเตอร์สองตัว

เชื่อมต่อตัวต้านทานฐานและไดโอด

ตรวจสอบขั้วและค่าส่วนประกอบด้วยแผนภาพวงจร

ขั้นตอนที่ 13: เชื่อมต่อวงจรรีเซ็ตกับตัวนับ

ในขั้นตอนนี้ เราเชื่อมต่อการเชื่อมต่อที่จำเป็นทั้งหมดของวงจรรีเซ็ตกับตัวนับ ต้องใช้สายจัมเปอร์ยาว ในช่วงเวลาเชื่อมต่อ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อทั้งหมดถูกนำมาจากจุดที่ถูกต้องซึ่งแสดงในแผนภาพวงจร (แผนภาพวงจรเต็ม) ตรวจสอบให้แน่ใจด้วยว่าการเชื่อมต่อใหม่จะไม่ทำให้วงจรตัวนับเสียหาย เชื่อมต่อสายจัมเปอร์ทั้งหมดอย่างระมัดระวัง

ขั้นตอนที่ 14: ผลลัพธ์

เราดำเนินโครงการ " DISCRETE BCD COUNTER โดยใช้ TRANSISTORS " ให้สำเร็จ เชื่อมต่อแบตเตอรี่และสนุกกับการทำงาน โอ้… ช่างเป็นเครื่องจักรที่น่าทึ่งจริงๆ มันนับเลข ปัจจัยที่น่าสงสัยคือมีเฉพาะส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องพื้นฐานเท่านั้น หลังจากเสร็จสิ้นโครงงานนี้ เราก็ได้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ นี่คืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่แท้จริง มันน่าสนใจอย่างมาก. ฉันหวังว่ามันจะน่าสนใจสำหรับทุกคนที่รักอิเล็กทรอนิกส์

ดูวิดีโอสำหรับการทำงาน

ขั้นตอนที่ 15: ทฤษฎี

บล็อกไดอะแกรมแสดงการเชื่อมต่อตัวนับ จากนั้นเราได้รับที่เคาน์เตอร์ถูกสร้างขึ้นโดยเรียงซ้อนทั้งหมด 4 flip-flops เข้าหากัน clk ของ flip-flop แต่ละตัวถูกขับเคลื่อนโดยเอาต์พุตเสริมของ flip-flop ก่อนหน้า ดังนั้นจึงเรียกว่าตัวนับแบบอะซิงโครนัส (ตัวนับที่ไม่มี clk ทั่วไป) ที่นี่ flip-flop ทั้งหมดถูก +ve triggered ดังนั้นฟลิปฟล็อปแต่ละอันจะทำงานเมื่อฟลิปฟล็อปก่อนหน้านั้นมีค่าเอาต์พุตเป็นศูนย์ โดยสิ่งนี้ ฟลิปฟล็อปแรกแบ่งความถี่อินพุตเป็น 2 และครั้งที่สองด้วย 4 และครั้งที่สามด้วย 8 และครั้งที่สี่ด้วย 16 ตกลง แต่เรานับอินพุตพัลส์มากถึง 15 นี่เป็นการทำงานพื้นฐานสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม ไปที่ BLOG ของฉัน ลิงค์ด้านล่าง

0creativeengineering0.blogspot.com/2019/03…

วงจรด้านบนนี้ทำเครื่องหมายด้วยสีต่างๆ เพื่อระบุส่วนการทำงานต่างๆ ส่วนสีเขียวคือวงจรสร้าง clk และส่วนสีเหลืองคือวงจรพัก

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับวงจรกรุณาเยี่ยมชม BLOG ของฉัน ลิงค์ด้านล่าง

0creativeengineering0.blogspot.com/2019/03…

ขั้นตอนที่ 16: DIY Kits 4 คุณ !!

ฉันวางแผนที่จะทำชุด DIY "เคาน์เตอร์แยก" สำหรับคุณในอนาคต มันเป็นความพยายามครั้งแรกของฉัน ความคิดเห็นและข้อเสนอแนะของคุณคืออะไร โปรดตอบกลับฉัน ตกลง. หวังว่าคุณจะสนุก…

ลาก่อน…….

ขอบคุณ