Микросхемы цифровой логики. Задача с вентилями.

[electron2501]

1) Сопоставляя принципиальную схему с вентилями и то, что собрано на плате, заметила вот что. Выходы на 4011, те что сверху (8 и 9) подключены не соответственно тому, что должно быть по цоколёвке, так? Очевидно, что вход А этого вентиля должен быть связан с выходом 3. Но на плате наоборот, 3 подключен к 9, который должен быть В. Понятно, что здесь от перестановки слагаемых сумма не изменяется. Но это нормально такое вольное обращение с такими вещами и не считается ошибкой или это автор недоглядел? Или это я что-то не так поняла?

2) По поводу ТИ. Давайте один пример разберём, который, по идее, должен зажечь обе лампочки. Он в фото блокнота предпоследний. CI=0, А=0, В=1. Это делает F=1, G=1, так как при 0 и 1 на входах ИЛИ-НЕ даёт на выходе 1. Таким образом на решающий вентиль с выходом СО попадают на входы 1 и 1. А вот теперь ключевой вопрос, от ответа на который и зависит то, что нужно записать в графу СО данной ТИ. По ТИ для ИЛИ-НЕ туда нужно записать 0. Но по логике арифметических операций сумматора при 1+1 нужно поставить 1, ведь именно это и будет объектом переноса. Это правильно или нет?

3) В данный момент всё выглядит вот так. Не работает, но это меня уже не так сильно огорчает, так как поняла, что там банально что-то не так вошло. Главное разобраться в том, как это работает. Так ведь можно, кстати, две части платы соединять (двумя колодками)?

[rascas]

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

CI=0, А=0, В=1.

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

А вот теперь ключевой вопрос, от ответа на который и зависит то, что нужно записать в графу СО данной ТИ. По ТИ для ИЛИ-НЕ туда нужно записать 0. Но по логике арифметических операций сумматора при 1+1 нужно поставить 1, ведь именно это и будет объектом переноса. Это правильно или нет?

Неправильно.
Значение переноса из сумматора предыдущего разряда здесь нет $CI=0$. Просто суммируем слагаемые $A$ и $B$ : $0 + 1 = 1$
Т.е. значение суммы здесь $\Sigma = 1$ , а переноса в сумматор старшего разряда нет $CO=0$.

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

1) Сопоставляя принципиальную схему с вентилями и то, что собрано на плате, заметила вот что. Выходы на 4011, те что сверху (8 и 9) подключены не соответственно тому, что должно быть по цоколёвке, так? Очевидно, что вход А этого вентиля должен быть связан с выходом 3. Но на плате наоборот, 3 подключен к 9, который должен быть В. Понятно, что здесь от перестановки слагаемых сумма не изменяется. Но это нормально такое вольное обращение с такими вещами и не считается ошибкой или это автор недоглядел? Или это я что-то не так поняла?

Входы $A$ и $B$ элементов 2И-НЕ абсолютно симметричны. Входы $A$ и $B$ вентилей не имеют ни какого отношения ко входам $A$ и $B$ схемы сумматора. У автора книги здесь нет ни какой ошибки.

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

Так ведь можно, кстати, две части платы соединять (двумя колодками)?

А узлы индикации и схема сумматора у Вас гальванически не связаны и запитаны разными элементами питания? Понятно, что схема индикации ничего не покажет.
Добейтесь работы узлов индикации и схемы сумматора от одной батарейки. Установив соответствующие перемычки по питанию.

[EUgeneUS]

electron2501
Уважаемый rascas ответил по всем трем вопросам.
Но уточню немного.

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

Выходы на 4011, те что сверху (8 и 9)

Тут лучше использовать слово "выводы", в смысле: пины, "ножки" микросхемы.
Потому что для логического элемента эти выводы (микросхемы) являются входами.

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

на входах ИЛИ-НЕ

В схеме нет элементов ИЛИ-НЕ. Видимо, Вы перепутали с элементом "исключающее ИЛИ". Но это не одно и тоже, не нужно так путаться.

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

Не работает, но это меня уже не так сильно огорчает, так как поняла, что там банально что-то не так вошло.

Не, так не пойдет. Нужно довести до рабочего варианта.

Если схема не работает, то нужно проверять по частям.
Самая простая часть - это "модули" индикации на транзисторах.
Транзисторы у Вас, конечно, зачётные. Вы раз в 10 наверное переплатили по сравнению с рекомендованными. Но, что удивительно, для этих приложений они вполне должны подойти (я проверил по маркировке, это мощный N-канальный транзистор. С напряжением открывания от 2 до 4 вольт. Так что при питании от Кроны на 9В должны работать).

Первым шагом делаете так:
а) отключаете затвор какого-нибудь транзистора от схемы. И подключаете к шине питания ("плюсу") (именно к той шине питания, к которой подключена Крона). Светодиод должен зажечься.
б) подключаете к шине общего провода ("минусу") (именно к той шине, к которой подключена Крона). Светодиод должен потухнуть.
Если всё так и происходит - этот модуль индикации работает. Возвращаете подключение затвора к схеме.

Повторяете для другого модуля индикации (второго транзистора).

Вторым шагом - соединяете на макетке все красные шины друг с другом, и все синие шины друг с другом.
Уважаемый rascas верно заметил, что Крона у Вас подключена к одной паре шин (внизу на фото), а схема с микросхемами, собственно сумматор - к другим. И они не соединены.

[rascas]

electron2501
В узле индикации у Вас применены мощные высоковольтные МОП-транзисторы с N-каналом K2843.
Как верно сообщил уважаемый EUgeneUS, они конечно заменят маломощные 2N7000. Но для того чтобы подать на светодиод ток 10 mA. достаточно и маломощных 2N7000.
Кроме того, K2843 у Вас подключен не правильно! Расположение выводов K2843 и 2N7000 разное. Смотрите datasheet на эти транзисторы.

[EUgeneUS]

UPD:
Вот же ошибка с модулем индикации!

Цоколевка (расположение выводов) у Вашего транзистора отличается от того, который использовал автор.
Вот тут описание транзистора.

Нужно сделать так (нумерация слева направо по Вашей фотографии):
1. То, что подключено к 1 выводу транзистора, нужно подключить к 3 выводу.
2. То, что подключено ко 2-му выводу, нужно подключить к 1-му (1-й вывод - это затвор)
3. То, что подключено к 3-му выводу, нужно подключить ко 2-му.

Или использовать рекомендованные транзисторы, раз они Вам уже пришли. Вот тут описание рекомендованного транзистора.

[wrest]

electron2501 в сообщении #1580093 писал(а):

Так ведь можно, кстати, две части платы соединять (двумя колодками)?

Нет, питание надо подавать общее. По крайней мере "минус питания" одной части схемы должен быть соединён с "минусом питания" другой. На жаргоне его называют "общий провод". Потому что он один на всю схему, это провод потенциал которого должен быть одним во всей схеме, обычно его принимают за "ноль".

(Оффтоп)

Когда-нибудь потом вы узнаете что значит "гальваническая развязка", "заземление", "зануление" и т.п. Но пока -- "минус питания" или "общий провод" должен быть один на всю схему. Две батарейки не надо, используйте одну.

-- 03.02.2023, 19:43 --

(О ключах)

rascas в сообщении #1580107 писал(а):

Как верно сообщил уважаемый EUgeneUS, они конечно заменят маломощные 2N7000. Но для того чтобы подать на светодиод ток 10 mA. достаточно и маломощных 2N7000.

В общем-то, если подключать светодиод через резистор скажем 10кОм, то можно было бы напрямую на логический выход микросхемы, без ключа. Ток будет около одного миллиампера, светиться будет не ярко, но заметно. Даже 0,5мА хватит чтобы свечение ясно увидеть. Это я проверил, подключая светодиод через 10кОм и 20кОм на 9В.

[electron2501]

Очень здорово, что участники форума меня продолжают активно поддерживать и сообщать правильную и полезную информацию. Я очень благодарна и воспринимаю это как чудо, если честно (то есть, внезапно появились всемогущие помощники, готовые ответить на любой вопрос, лучше обстоятельств для того чтобы реально чему-то научиться быть просто не может и это заставляет смотреть меня в будущее с оптимизмом)! Но! Вы допускаете ошибку всех продвинутых пользователей по отношению к абсолютным новичкам. Именно это заставляет бросать большинство книг в самом начале. Дело вот в чём. Продвинутые люди забывают о том, что большинство естественных как дыхание воздухом для них понятий для новичков абаркадабра. И все новые термины нужно вводить аккуратно и понемногу. И обязательно в связке с уже имеющимися. Сейчас я получила много новой информации и в итоге не поняла ничего, кроме одной вещи. А именно - нужно соединять шины разных частей платы, а не использовать 2 батарейки. Почему я не поняла, но сам практический факт поняла и усвоила. Остальное дойдёт позже, со временем.

Мне сейчас очень важно в первую очередь понять принцип создания ТИ для данного устройства (сумматор). Вопрос стоял так:
"По поводу ТИ. Давайте один пример разберём, который, по идее, должен зажечь обе лампочки. Он в фото блокнота предпоследний. CI=0, А=0, В=1. Это делает F=1, G=1, так как при 0 и 1 на входах И-НЕ даёт на выходе 1. Таким образом на решающий вентиль с выходом СО попадают на входы 1 и 1. А вот теперь ключевой вопрос, от ответа на который и зависит то, что нужно записать в графу СО данной ТИ. По ТИ для И-НЕ туда нужно записать 0. Но по логике арифметических операций сумматора при 1+1 нужно поставить 1, ведь именно это и будет объектом переноса. Это правильно или нет?"
Ответ: "Неправильно.
Значение переноса из сумматора предыдущего разряда здесь нет CI=0. Просто суммируем слагаемые A и B = 0 + 1 = 1
Т.е. значение суммы здесь Sigma = 1 , а переноса в сумматор старшего разряда нет CO=0".

Последняя фраза "а переноса в сумматор старшего разряда нет CO=0" мне не понятна. Решения может быть два. Первое - Нужно в качестве выхода СО-вентиля И-НЕ записать полагающийся ему при 1+1 вывод 0. Второе - записать туда 1 как перенос в следующий разряд, соответствующий арифметике данного типа. Правильный ответ даётся 0. То есть, ничего менять не нужно? Просто вывод по ТИ для вентиля И-НЕ (и далее всю ТИ по этому принципу составлять)? Или здесь что-то другое?
(Вернулась к примерам из первых 3 строк блокнота с правильными ответами от EUgeneUS. Проверила. Соответствует простому решению "выход СО по ТИ соответствующей природе вентиля, в данном случае И-НЕ". Правильно поняла?).

[EUgeneUS]

electron2501 в сообщении #1580148 писал(а):

Вы допускаете ошибку всех продвинутых пользователей по отношению к абсолютным новичкам. Именно это заставляет бросать большинство книг в самом начале. Дело вот в чём. Продвинутые люди забывают о том, что большинство естественных как дыхание воздухом для них понятий для новичков абаркадабра. И все новые термины нужно вводить аккуратно и понемногу. И обязательно в связке с уже имеющимися.

Собственно говоря, в книгах так и должно делаться, а в хороших книгах - так и делается.
А при консультация по частным вопросам - вовсе необязательно. Если что-то не понятно - уточняйте. Можно попробовать сначала найти ответ самостоятельно (в книге \ книгах, например).

electron2501 в сообщении #1580148 писал(а):

Мне сейчас очень важно в первую очередь понять принцип создания ТИ для данного устройства (сумматор).

Тут порядок такой.
1. Сначала мы определяем, что мы хотим получить. То есть нужно сделать таблицу истинности, которые мы собираемся реализовать. Она приведена в книге. Но Вы, видимо, не до конца разобрались откуда она взялась. (Об этом ниже).
2. Потом мы делаем схему из отдельных логических модулей, которая реализует эту таблицу истинности. Вот тут на промежуточных этапах и будет полезна булева алгебра, но какие-то простые задачи можно решить и подбором. Так мы получили принципиальную схему.
3. Используя принципиальную схему и известную "упаковку" логических элементов в микросхемы, мы делаем монтажную схему.
4. А по монтажной схеме собираем устройство "в железе".

Теперь к вопросу о том какая должна быть таблица истинности для сумматора.
1. Данный сумматор по сути реализует операцию сложения для двоичных чисел. Но только для одного разряда.
2. Сколько должно быть входов? Три: два для суммируемых чисел (битов) и один для переноса, который может "прийти" из младшего разряда.
3. Сколько должна быть выходов? Два: собственно сумма и выход переноса для старшего разряда.
4. Теперь строим таблицу истинности. Просто записываем все возможные варианты сумм трех одноразрядных двоичных чисел. Их немного:

1. $0+0+0 = 0$ (или, что тоже самое, если записать два разряда: $00$)
2. $0+0+1 = 1$ (или, что тоже самое, если записать два разряда: $01$)
3. $0+1+1 = 10$
4. $1+1+1 = 11$

остальные варианты комбинаций на входах получаются перестановкой слагаемых, а от перестановки мест слагаемых сумма не меняется.

Посмотрим на результат. В нем два бита, они соответствуют двух выходам сумматора. Старший бит - это выход переноса ($CO$), а младший бит - это бит суммы ($\Sigma$).
Например,
а) значение в результате $1$ (или, что тоже самое, если записать два разряда: $01$) даст: ноль на выходе переноса ($CO$), и один в бите суммы ($\Sigma$)
б) значение в результате $10$ даст: один на выходе переноса ($CO$), и ноль в бите суммы ($\Sigma$).

Теперь Вы можете просто написать таблицу истинности, которую мы хотим построить. Она должна совпасть с таблицей, приведенной в книге.

-- 04.02.2023, 08:46 --

electron2501 в сообщении #1580148 писал(а):

и в итоге не поняла ничего, кроме одной вещи. А именно - нужно соединять шины разных частей платы, а не использовать 2 батарейки. Почему я не поняла, но сам практический факт поняла и усвоила. Остальное дойдёт позже, со временем.

Почему нужно соединять шины разных частей платы, понять очень просто. Просто нужно знать, как устроена макетная плата.
Все контакты в отверстиях вдоль одной красной линии - соединены.
Но если на макетке несколько красных линий, то контакты, расположенные, вдоль разных красных линий не соединены.
Если Вы хотите использовать контакты вдоль нескольких красных линий для питания ("плюса") схемы, то разные "красные линии" нужно соединить самостоятельно.

Что характерно. На монтажной схеме от автора есть две красные линии на макетке. Они и соединены на монтажной схеме автора. И Вы это повторили.
Но когда добавили дополнительные участки макетной платы, новые "красные линии" не соединили с имеющимися (которые используются).

Аналогично и с "общим проводом" ("минус") - с контактами вдоль синих линий.

Почему нужно использовать одну батарейку, а не две... Так-то это тоже просто, но объяснить сложнее Так что тут просто поверьте

[electron2501]

Поняла смысл составления этой ТИ. Таким образом я проверяю действительно ли предложенная комбинация вентилей соответствует ТИ сумматора. Проверила. Действительно соответствует. Сейчас пойду проверю будет ли загораться если проводами две шины соединю от одной кроны.
https://postimg.cc/Kkf2vq4N

-- 04.02.2023, 17:27 --

Наблюдала странный феномен. Один из СД подаёт признаки жизни, но только когда провода колодки в моменте ввода-вывода в отверстие платы. Если правильно помню, уже в теме о чём-то подобном упоминалось. Пробовала двумя разными колодками - результат один и тот же.

[rascas]

electron2501 в сообщении #1580207 писал(а):

Один из СД подаёт признаки жизни

Вы уже исправили ошибки допущенные при сборке узлов индикации?

rascas в сообщении #1580107 писал(а):

Кроме того, K2843 у Вас подключен не правильно! Расположение выводов K2843 и 2N7000 разное. Смотрите datasheet на эти транзисторы.

Не верно собранная схема, разумеется не будет работать.

[electron2501]

Индикация - что это, уточните? Я пересобрала и так и едак уже. И с p-канальным, и на одной стороне с одной батарейкой и с твёрдыми и с гибкими проводами. Разок трепыхнулся СД и всё. Причины, видимо, в том, что где-то одна-единственная перемычка отходит и всей схеме "привет". Пока мне важнее понять принципы и собирать для лучшего запоминания. То что лампочки в конце не загорается огорчает, конечно, но это не критично. Гораздо хуже когда понимаешь что ничего не понимаешь даже близко. А когда хоть как-то мысль улавливаешь и чувствуешь что можешь продолжать - всё хорошо.

[rascas]

electron2501 в сообщении #1580219 писал(а):

Индикация - что это, уточните?

Узел индикации — это часть схемы для визуального отображения состояний выходов логических элементов. У Вас узел индикации состоит из N-канального транзистора, ограничивающего сопротивления 470 ом, и светодиода.

electron2501 в сообщении #1580219 писал(а):

Пока мне важнее понять принципы и собирать для лучшего запоминания.

Не надо отговорок про какие-то там принципы. Необходимо собрать сумматор и убедится, что он работает в соответствии с таблицей истинности.

electron2501 в сообщении #1580219 писал(а):

То что лампочки в конце не загорается огорчает, конечно, но это не критично. Гораздо хуже когда понимаешь что ничего не понимаешь даже близко. А когда хоть как-то мысль улавливаешь и чувствуешь что можешь продолжать - всё хорошо.

Критично. Убедится, что схема сумматора работает в соответствии с таблицей истинности можно только через индикацию светодиодов или мультиметром. У вас есть мультиметр? Если его нет, то путь один узлы индикации на светодиодах. Иначе Вы и не поймёте что вы там такое на соединяли перемычками. И Ваше понимание будет фикцией.

electron2501 в сообщении #1580219 писал(а):

Я пересобрала и так и едак уже.

Итого, соберите узел индикации, предложенный автором книги на предложенных автором транзисторах 2N7000 и убедитесь, что он работает. Как проверить узлы индикации описано в сообщении сообщении #1580105 уважаемого EUgeneUS.

[electron2501]

Мультиметр у меня есть. Не сообразила как им правильно пользоваться и отложила до лучших времён. Предположим, что они настали сейчас. Таким образом у меня есть собранная схема. Есть мультиметр. Как я понимаю, с его помощью можно (нужно) выяснить где именно цепь не работает. Подскажите, пожалуйста, что куда прикладывать? Предположим, к примеру, где-то перемычка не работает между выводами (пинами) микросхем. Как это проверить конкретно? Куда нужно щупы приложить и какую величину измерения выставить на данном приборе?

-- 05.02.2023, 01:46 --

Так... Узел индикации (если я правильно поняла что это) на данный момент таков. Поменять p- канальный на n-канальный не трудно. P-канальный поставила потому что на предыдущих схемах он работал корректнее n-канального почему-то. Но в этот раз глухо. Дёргала dip-переключатели (пытаясь переключить, собственно) что-то мелькнуло в СД. На что это может указывать? Не знаю. На то, что вся схема держится "на соплях" и нужно выяснить мультиметром где именно сигналы не проходят?

https://postimg.cc/cKZsKgK1

[EUgeneUS]

electron2501
1. Мультиметр пока отложим. Нам больше понадобится в дальнейшем логический пробник. А узел индикации в Вашей схеме и есть логический пробник.

2. Если не работает схема, то её не нужно собирать заново - это тупиковый путь. И уж тем более не нужно хаотично собирать разные варианты схемы.
Нужно искать и исправлять ошибки.
А если схема большая, то искать и исправлять ошибки нужно по отдельным частям.

Итак. На данный момент добиваемся правильной работы логического пробника, он же узел индикации.
1. Вы не пробуете другие транзисторы. Вы берете или 2N7000 (если он пришел), или K2843.
2. При сборке учитываете, что у K2843 расположение выводов (цоколёка) отличается от 2N7000.
3. Собираете узел индикации (транзистор, светодиод, резистор 470 Ом). И проверяете, как он работает. Как проверять я писал выше, а ссылку на пост привел уважаемый rascas
Проверяете именно так! Отключая от сумматора. А не переключателями на сумматоре.

4. Если узел индикации заработал, то радостно сообщаете нам об этом и собираете второй такой же (автор же рекомендует два таких собрать)
5. Если узел индикации не заработал, то
а) Вы не собираете его в другом месте макетной платы. Вы не пытаетесь менять в нём транзистор.
б) Вы методом пристального вглядывания пытаетесь найти ошибку в сборке. Если удалось найти - исправляете и проверяете.
в) Если ошибки найти и исправить не удалось, то Вы:
- делаете фотографию
- описываете проявление неисправности (например, "светодиод не горит, не важно куда подключен затвор" или "светодиод всё время горит, не важно куда подключен затвор").
- и всё это отправляете сюда. Будем посмотреть.

Узел индикации он же логический пробник нужно сделать.
Пока его не сделали - дальше не двигаемся.

-- 05.02.2023, 07:10 --

electron2501 в сообщении #1580274 писал(а):

На то, что вся схема держится "на соплях"

По поводу "соплей".
Обратил внимание, что у Вас часть перемычек вставлена "до конца" - часть провода без изоляции вставлена полностью. А часть - нет.
Это особо явно видно на оранжевой перемычке на фото ниже.
Само по себе это не говорит, что тут есть проблемы с контактами.
Но нужно в каждом случае быть уверенным, что провод не просто вставлен в отверстие пластика, а дошел до контактов ниже и зажался в нём.

[EUgeneUS]

Дополнение по поводу "соплей". Достал из завалов свою макетку. Итак.
Контакты под пластиком начинаются почти сразу.
Но все равно, для надежности провод нужно вставлять в отверстие не абы как, а хотя бы на глубину 4-5 мм.
А лучше - на всю толщину макетки - на 8 миллиметров. Исключение - элементы с "толстыми" выводами. Их лучше вставлять на 4-5 мм, (не меньше!, больше - можно).