Symulator bramek logicznych

Radzio M. wrote:

Co to ma wspólnego z symulatorem skoro realizujesz tylko 1 funkcję?

Zuliczek wrote:

Strasznie ograniczony ten "symulator", a mnoże lepiej, "wizualizer" bo tylko prezentuje, a nie pozwala zadać ręcznie danych

Zuliczek wrote:

Strasznie duży kawał laminatu poszedł, wykonując w SMD można by było się bardziej skompresować.
Tą karteczkę nie lepiej by było wydrukować i nakleić na laminat przed lutowaniem diod?

Zuliczek wrote:

Dygresja:
To czy nie lepiej by było, w celach "edukacyjnych" wykonać tego układu faktycznie na bramkach z serii 74, dorzucić jeden 4-bitowy (lub skorzystać z 4-rech ostatnich) licznik i generator na 555?

Zuliczek wrote:

Taki pomysł:
Wykonać dość rozwlekłą matrycę diod SMD, wybieranie ustawień z wykorzystaniem "DIP-switch-ów" i wymienne "maski" foliowo-papierowe z układem wykorzystującym bramki logiczne.
Wówczas można by zrobić bardziej wszechstronne urządzenie.
Dodając na jedną krawędź przyciski można by pozwolić użytkownikowi na zadawanie sygnałów wejściowych.
Ot Taki mały off topic

kolgreen wrote:

Zuliczek napisał:

Strasznie duży kawał laminatu poszedł, wykonując w SMD można by było się bardziej skompresować.
Tą karteczkę nie lepiej by było wydrukować i nakleić na laminat przed lutowaniem diod?


W końcowej wersji dałem nadruk. Tylko jak w SMD podświetlić schemat.

Atreyu wrote:

Znak czasów: kiedyś za pomocą bramek budowało się procesory, dziś za pomocą procesorów buduje się bramki

markoz7874 wrote:

W sytuacji kiedy dużo więcej i bardziej skomplikowanych układów można zasymilować na komputerze, robienie "symulatora" jednej funkcji logicznej na mikroprocesorze wydaje mi się zupełnie pozbawione sensu. Kolejny projekt z cyklu "kawał dobrej nikomu niepotrzebnej roboty"

horik wrote:

Przepraszam, że będzie raczej negatywnie, ale...
Gdyby Autor dał tu kilka TTLi albo CMOSów z bramkami (groszowe sprawy), każdą wyprowadził (wejścia, wyjście, wejście strobujące) na gniazdka bananowe, by można je było łączyć w dowolny układ, do gniazd pododawał LEDy (...)

horik wrote:

...razem wyszłoby 5 scalaków (1x555, 1xlicznik, 3 razy bramki: NAND, NOT, NOR czy inne) a możliwości byłyby sto razy większe jak układu z .... mikrokontrolerem. Skąd to wiem? Bo zrobiłem lata temu coś takiego dla syna mojego kolegi, nazywając to szumnie "dla szpanu" "kombinacyjny układ funkcjonalny". Bawił się tym sporo czasu, a przy tym wiele nauczył. (...)

elektronik11 wrote:

Po szybkim przejrzeniu projektu sądzę że dało by się to zrobić łatwiej, szybciej i taniej z dokładnie 6 tranzystorów npn (2x nand+1x negator,1x negator, 1x nor+ 1x negator).

kolgreen wrote:

Żona uczy przedmiotu w ramach którego omawiane jest działanie bramek. Pomyślałem, że zrobię jej taki oto mały prezent.

kolgreen wrote:

Chciałbym zaprezentować forumowiczom symulator sieci bramek logicznych, który pełni funkcję dydaktyczną.
Układ szerzej opisałem na stronie dostępnej pod tym linkiem.
Urządzenie zostało zbudowane na bazie mało atrakcyjnego jak na obecne czasy mikrokontrolera PIC16f84A. Akurat posiadałem kilka scalaków z tej serii i postanowiłem je spożytkować.

Prezentacja symulowanego obwodu.
Na tablicy z nadrukowanym schematem symulowanego obwodu są zapalane lub gaszone kontrolki LED sygnalizujące stan wysoki (logiczne 1) albo stan niski (logiczne 0) na wejściach i wyjściach bramek.

Działanie układu
Układ realizuje funkcję logiczną (A&&B)||¬C.

Zgodnie z powyższymi założeniami na trzy symulowane wejścia układu podawane są kolejno wszystkie możliwe kombinacje stanów.



Dzieje się to w sposób rotacyjny.

PCB
Patrząc na PCB można by powiedzieć, że elementy zostały ułożone w trochę rozrzutny sposób, jednak związane jest to z ułożeniem LED.



Wokół LED w pierwszej fazie został narysowany markerem symulowany układ. Jednak ze względów estetycznych zamieniłem go na kartonik z wydrukowanym obwodem.



Kod programu mikrokontrolera

Pojedyncze piny mikrokontrolera do których podłączono LED zostały nazwane zgodnie z nazwami LED z projektu PCB. Umożliwia to ich łatwiejszą identyfikację w kodzie.

Code: c

Log in, to see the code

Funkcja wyłączająca wszystkie LED została nazwana clear_led.

Code: c

Log in, to see the code

Funkcja testująca poprawne działanie wszystkich LED nosi nazwę test_led. Zapala ona wszystkie LED na 0,9s a następnie je wyłącza.

Code: c

Log in, to see the code

Włączenie lub wyłączenie LED (oznaczające stan logiczny) na wejściu bądź wyjściu bramki realizuje funkcja gate_pin_state. Przyjmuje ona jako parametr nazwę LED oraz stan jaki ma zostać wyświetlony (1 bądź 0).

Code: c

Log in, to see the code

Działanie bramki AND realizuje funkcja and_gate. Jako parametry przyjmuje stany na obu wejściach bramki, funkcja zwraca wynik logicznej funkcji mnożenia.

Code: c

Log in, to see the code

Działanie bramki NOT realizuje funkcja not_gate. Jako parametr przyjmuje stan na wejściu bramki, zwraca wynik logicznej funkcji negacji.

Code: c

Log in, to see the code

Działanie bramki OR realizuje funkcja or_gate. Jako parametr przyjmuje stany na obu wejściach bramki, zwraca wynik logicznej funkcji suma.

Code: c

Log in, to see the code

Funkcja main() po podłączeniu zasilania do układu odczekuje 0,9 sekundy i wywołuje funkcję testującą LED. Po teście następuje oczekiwanie przez 0,9 sekundy.

Code: c

Log in, to see the code

Następnie wewnątrz funkcji main zadeklarowano trzy zmienne z tablicami zawierającymi wszystkie możliwe kombinacje stanów, które mogą zostać podane na wejście symulowanego układu.

Code: c

Log in, to see the code

Następnie mikrokontroler wykonuje program w niekończącej się pętli while.
Pobiera on kolejno osiem stanów z tablic a[], b[] i c[] wartości wejściowe dla poszczególnych bramek; AND i NOT, zapisując wyniki operacji na tych bramkach w zmiennej an i no, by następnie przekazać je na wejście bramki OR. Po ukończeniu prezentacji ośmiu możliwych stanów wejściowych i dokonaniu symulacji, układ rozpoczyna ponownie pobieranie od początku danych z tablic stanów.

Code: c

Log in, to see the code