Das AND-Logikgatter ist ein digitales Logikgatter, das für arithmetische und logische Operationen entwickelt wurde. Jeder elektronische Student muss dieses Tor studiert haben, um seine Karriere zu beginnen. Dieses Gate wird hauptsächlich in Anwendungen verwendet, in denen mathematische Berechnungen erforderlich sind. In Taschenrechnern verwenden Computer und männliche digitale Anwendungen dieses Tor. Hier werden wir den IC 74LS09 zur Demonstration verwenden. Dieser Chip enthält 4 UND-Gatter. Diese vier Gates sind intern verbunden, wie im folgenden Pin-Diagramm gezeigt.
Diese Gatter haben Einschränkungen hinsichtlich der Arbeitsspannung und der Eingangslogikfrequenz. Wenn diese Einschränkungen nicht berücksichtigt werden, kann der Chip dauerhaft beschädigt werden. Daher sollte bei der Auswahl der Logikgatter darauf geachtet werden.
Komponenten
- Stromversorgung (5V)
- 1K (2 Stück), 220Ω Widerstände
- 4LS09 QUAD AND GATE IC
- 1 LED
- Knöpfe (2 Stück)
- 100nF Kondensator (2 Stück)
- Steckbrett und Verbindungskabel
Schaltplan und Erklärung
Die Wahrheitstabelle des UND-Gatters ist unten gezeigt.
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Eingabe A. |
Eingang B. |
Ausgabe Y. |
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H. |
H. |
H. |
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L. |
X. |
L. |
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X. |
L. |
L. |
Wie in der Wahrheitstabelle sollte der Ausgang eines UND-Gatters nur dann HIGH sein, wenn beide Gate-Eingänge HIGH sind. In jedem anderen Fall sollte der Ausgang LOW sein. Wenn also einer oder beide Eingänge LOW sind, ist der Ausgang des UND-Gatters LOW.
In dieser Schaltung werden wir beide Eingänge eines Gates über einen 1KΩ-Widerstand gegen Masse ziehen. Und dann werden die Eingänge über eine Taste mit Strom versorgt. Wenn also die Taste gedrückt wird, geht der entsprechende Stift des Gates hoch. Mit zwei Tasten können wir also die Wahrheitstabelle des UND-Gatters realisieren. Wenn eine der Tasten gedrückt wird, ist ein Eingang des Gatters hoch und der andere niedrig. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Ausgang NIEDRIG sein. Wenn beide Tasten gedrückt werden, sind beide Eingänge hoch. Zu diesem Zeitpunkt ist der Ausgang des UND-Gatters HOCH.
Laut Wahrheitstabelle sollte die LED nur dann leuchten, wenn beide Tasten gedrückt werden. Wenn eine oder beide Tasten losgelassen werden, sollte die LED AUS sein.
Diese Pulldown-Widerstände sind erforderlich, da die gewählte integrierte Schaltung eine positive Flanke auslöst. Wenn die Widerstände ignoriert werden, kann die Schaltung unvorhersehbare Ergebnisse erzeugen. Die Kondensatoren dienen hier dazu, den Bouncing-Effekt von Tasten zu neutralisieren. Obwohl die Kondensatoren hier nicht obligatorisch sind, kann ihre Platzierung die Funktion des Gates erleichtern.