Proiecte electronice: Cum se utilizează porțile NAND pentru a crea alte porți

Porțile electronice NAND (împreună cu porțile NOR) sunt porți universale ceea ce înseamnă că poți construi orice alt tip de poarta folosind doar porți NAND combinate în diferite moduri. Cele patru proiecte electronice prezentate aici vă parcurg pas cu pas prin procesul de construire a diferitelor tipuri de circuite de poartă utilizând doar porți NAND.

Poarta NAND 4011 Quad cu două intrări este un circuit integrat integrat (IC) integrat pentru logica CMOS. După cum sugerează și numele, acest IC conține patru porți NAND cu două intrări.

Un IC 4011 nu este disponibil la RadioShack-ul local. Astfel, va trebui să găsiți un magazin local de electronică care să poarte părți, cum ar fi chips-uri logice CMOS, sau va trebui să le comandați dintr-o sursă online.

• Primul proiect folosește doar una dintre porțile NAND într-un 4011. Cele două intrări ale poarta NAND sunt conectate la butoane, iar ieșirea este conectată la un LED. Când construiți acest proiect, veți putea vizualiza funcționarea unei porți NAND: LED-ul va fi aprins dacă nu apăsați pe ambele butoane.

  

  Un circuit NAND care utilizează un chip logic CMOS.

• Următorul proiect utilizează două dintre porțile NAND de la 4011 pentru a crea o poartă AND. Deoarece o poartă NAND nu este altceva decât o poartă AND a cărei ieșire este inversată, puteți crea o poartă AND de la o poartă NAND prin inversarea ieșirii porții NAND.

  Această inversare funcționează din cauza uneia dintre regulile fundamentale ale logicii: Dacă inversați o valoare de două ori, obțineți valoarea inițială. Astfel, dacă inversați o poartă ȘI o dată, veți obține o poartă NAND; dacă îl inversați din nou, vă întoarceți la o poartă AND.

• În al treilea set de documente de proiect , vedeți cum să creați o poartă OR utilizând trei porți NAND. O poartă NAND este aceeași cu o poartă OR ale cărei intrări au fost inversate. Astfel, pentru a crea o poartă OR folosind porți NAND, inversați cele două intrări cu porți NAND configurat ca invertoare (adică cu intrările lor conectate împreună). Ieșirea de la aceste invertoare este trimisă la intrările celei de-a treia poarta NAND.

• Proiectul final folosește toate cele patru porți NAND de pe cipul 4011 pentru a crea o poartă NOR. O poartă NOR nu este altceva decât o poartă OR a cărei ieșire a fost inversată. Astfel, mai întâi creați o poartă OR utilizând tehnica din proiectul anterior; apoi configurați a patra poartă NAND pe cipul 4011 ca invertor pentru a inversa ieșirea porții OR.

Deoarece aceste proiecte se construiesc unul peste celălalt, nu vă rupeți panza după ce ați finalizat fiecare proiect.În schimb, puteți utiliza fiecare proiect asamblat ca punct de plecare pentru următorul. Dacă alegeți să construiți proiectele în acest fel, puteți doar să scana pașii pentru a vedea ce fire și jumperi trebuie să fie mutate pentru fiecare proiect.

Puteți transforma cu ușurință o poartă NAND într-un invertor cu o singură intrare (adică o poartă NOT) prin conectarea intrării unice la ambele intrări ale porții NAND. Această conexiune determină ca cele două intrări să fie întotdeauna aceleași: ambele sunt HIGH sau ambele sunt LOW.

Într-o poartă NAND, dacă ambele intrări sunt HIGH, ieșirea este LOW și dacă ambele intrări sunt LOW, ieșirea este HIGH. Astfel, cablarea intrărilor unei porți NAND împreună are efectul de a inversa intrarea.