การทดลองที่ 2.2 การสร้างลอจิกเกตพื้นฐานโดยใช้ไอซี 74HCT00

การทดลองที่ 2.2

การสร้างลอจิกเกตพื้นฐานโดยใช้ไอซี 74HCT00

วัตถุประสงค์

   1.  ฝึกต่อวงจรโดยใช้ไอซีลอจิก 74HCT00 บนเบรดบอร์ด
   2.  สร้างลอจิกเกตพื้นฐาน เช่น เกต OR AND และ NOR หรือตามฟังก์ชันบูลีนที่กำหนดให้ โดยใช้ลอ           จิกเกต NAND ที่มีอยู่ในไอซี 74HCT00
   3.  ต่อวงจรปุ่มกดเพื่อใช้เป็นอินพุต และต่อวงจรไดโอดเปล่งแสงพร้อมตัวต้านทานเพื่อใช้เป็น                     เอาต์พุตสำหรับลอจิกเกต

รายการอุปกรณ์

   1.  แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด)                                 1 อัน
   2.  ไอซี 74HCT00                                                  1 ตัว
   3.  ปุ่มกดแบบสี่ขา                                                  2 ตัว
   4.  ไดโอดเปล่งแสงขนาด 5 มม.                            1 ตัว
   5.  ตัวต้านทาน 10kΩ                                              2 ตัว
   6.  ตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω                            1 ตัว
   7.  สายไฟสำหรับต่อวงจร                                       1 ชุด
   8.  แหล่งจ่ายควบคุมแรงดัน                                    1 ชุด

ขั้นตอนการทดลอง

   1. ออกแบบและวาดผังวงจร สำหรับสร้างลอจิกเกตที่มีอินพุตสองขาและเอาต์พุตหนึ่งขา โดยใช้ไอซี
       74HCT00 เพียงตัวเดียวเท่านั้น โดยแบ่งเป็นสามกรณี ได้แก่ AND OR และ NOR พร้อมวงจรปุ่มกด
       ที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Up จำนวน 2 ชุด (SW1 และ SW2) สำหรับขาอินพุตทั้งสองของ
       ลอจิกเกต และวงจรไดโอดเปล่งแสง (LED1) พร้อมตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω เพื่อใช้แสดง
       สถานะสำหรับเอาต์พุต
   2. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต AND และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ
       SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
   3. สร้างอินพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่              2.1.1
   4. ยกเลิกการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด
   5. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต OR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ
       SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
   6. สร้างอินพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่              2.1.2
   7. ยกเลิกการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด
   8. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต NOR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ
       SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
   9. สร้างอินพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่              2.1.3

ปุ่มกด SW1	ปุ่มกด SW2	สถานะของไดโอดเปล่งแสง (ติด/ดับ)
ไม่กด	ไม่กด	ติด
ไม่กด	กด	ดับ
กด	ไม่กด	ดับ
กด	กด	ดับ

ตารางที่ 2.2.1: ผลการทดลองสำหรับลอจิกเกต AND

ลอจิกเกต AND

ปุ่มกด SW1	ปุ่มกด SW2	สถานะของไดโอดเปล่งแสง (ติด/ดับ)
ไม่กด	ไม่กด	ติด
ไม่กด	กด	ติด
กด	ไม่กด	ติด
กด	กด	ดับ

ตารางที่ 2.2.2: ผลการทดลองสำหรับลอจิกเกต OR

ลอจิกเกต OR

ปุ่มกด SW1	ปุ่มกด SW2	สถานะของไดโอดเปล่งแสง (ติด/ดับ)
ไม่กด	ไม่กด	ดับ
ไม่กด	กด	ดับ
กด	กดไม่	ดับ
กด	กด	ติด

ตารางที่ 2.2.3: ผลการทดลองสำหรับลอจิกเกต NOR

ลอจิกเกต NOR

คำถามท้ายการทดลอง

   1. จากผลการทดลองต่อวงจรสำหรับสร้างลอจิกเกต AND OR และ NOR ตามลำดับ เป็นไปตาม                ตารางค่าความจริงสำหรับลอจิกเกตดังกล่าวหรือไม่ จงอธิบาย 

   

   Ans.     เป็นไปตามตารางค่าความจริง  ตัวอย่างเช่น  ใน NOT-Gate เมื่อเราอินพุต เป็นลอจิก 1 หรือ                    HIGH  เอาต์พุตก็จะได้ลอจิก 0 หรือ LOW ซึ่งจะเป็นไปตามตารางค่าความจริงเสมอ

   2. เมื่อต่อวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Down (แทน Pull-Up) เพื่อสร้างสัญญาณอินพุต

       ให้ลอจิกเกต จะให้ผลแตกต่างจากที่ได้ทดลองไปหรือไม่ จงอธิบาย

   Ans.     แตกต่างกัน เพราะการต่อวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Down จะทำให้ค่าของลอ            จิกของอินพุตกลับกัน ซึ่งเมื่อไม่กดจะเป็นลอจิก 0 หรือ LOW ถ้ากดจะได้ลอจิก 1 หรือ HIGH                  ซึ่งจะต่างจากการต่อวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Up

   3. ถ้าจะสร้างวงจรตรรกะตามฟังก์ชันบูลีน O  =  A ∙ C' + B ∙ C  โดยใช้ไอซี 74HCT00 เท่านั้น จะต้อง          ออกแบบอย่างไร (ให้วาดรูปผังวงจร)

   

   Ans.                                                           

O  =  A ∙ C' + B ∙ C

       O  =  ((A ∙ C' + B ∙ C)')'

         O  =  ((A ∙ C')' + (B ∙ C)'