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基于Arduino Mega 2560的数字逻辑板

发布时间:2022-07-27
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基于Arduino Mega 2560的数字逻辑板

发布时间:2022-07-27
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本文是专门为“数字逻辑板”设计的,属于中级难度设计,作为练习目的的训练设备,适合电子世界的新手,包括电子逻辑电路中重要电路的概念。

我们没有使用旧的 TTL “晶体管-晶体管逻辑”电路,而是使用 Microchip 微控制器,可以使用 Arduino 原型板和 Arduino IDE 进行编程。

该项目的主要主题是学习逻辑和协议定时和传输数据,所有这些都处理数字布尔信号。

关于这个项目的很多概念:

  • 左侧的从 Arduino 板通过使用由 Master Arduino 发送并直接控制 74HC595 IC 的 4 字节数据帧为 LED 供电。
  • 2 线 SDA 和 SCL 使用 I2C 协议在两个 Arduino 之间同步字节流。
  • 右侧的主 Arduino 板读取开关状态并决定通过 I2C 总线发送一个带有 4 字节帧数据消息的位。

前端界面
从上到下

  • 7个逻辑门
  • 直流电源开关
  • 8位多路复用器
  • 8位解码器
  • 8位编码器
  • JK 触发器
  • SIPO移位寄存器
  • 4位全加器
  • 学生姓名

平面设计平台
Canva是一个平面设计工具网站,成立于 2012 年。这些工具可用于网络和印刷媒体设计和图形。

快速规格板

  • 首先,您需要使用翘板开关为电路板供电
  • 要更改输入逻辑,请移动 Toggle Switch
  • 如果逻辑为真,则红色 LED 将亮起
  • 在这种情况下,您需要学习每个电路的真值表

逻辑门是(AND、NAND、OR、NOR、XOR、XNOR、NOT)

  • 复用器
  • 解码器、编码器
  • JK 触发器
  • 移位寄存器
  • 4 位全加器

L7805 稳压器

该设备可能需要 1.5 V作为驱动电压,因此您必须为其提供至少 8 V或更高的电压以达到耗电目的。

上拉电阻

面包板连接

74HC595 串入并出移位寄存器

74HC595 SIPO 移位寄存器连接到 Arduino

74HC595 SIPO 移位寄存器连接到Arduino

1.进行以下连接:

  • GND(引脚 8)接地,
  • Vcc(引脚 16)至 5V
  • OE(引脚 13)接地
  • MR(引脚 10)至 5V

这种设置使所有输出引脚始终处于活动状态且可寻址。这种设置的一个缺陷是,每次您在程序开始运行之前第一次为电路通电时,您最终都会将灯打开到最后一个状态或任意状态。您也可以通过控制 Arduino 板上的 MR 和 OE 引脚来解决此问题,但这种方式会起作用,并为您留下更多开放的引脚。

2.连接到Arduino

  • DS(引脚 14)到 Ardunio DigitalPin 11(蓝线)
  • SH_CP(引脚 11)到 Ardunio DigitalPin 12(黄线)
  • ST_CP(引脚 12)到 Ardunio DigitalPin 8(绿线)

从现在开始,它们将分别称为dataPin、clockPin 和latchPin。

注意latchPin上的0.1“f电容器,如果在latch pin脉冲时有一些闪烁,您可以使用电容器将其均匀化。

3.增加8个LED

在这种情况下,您应该将每个 LED 的阴极(短引脚)连接到公共地,并将每个 LED 的阳极(长引脚)连接到其各自的移位寄存器输出引脚。像这样使用移位寄存器供电称为源电流。有些移位寄存器不能提供电流,它们只能做所谓的灌电流。如果您有其中一个,则意味着您将不得不翻转 LED 的方向,将阳极直接连接到电源,将阴极(接地引脚)连接到移位寄存器输出。如果您不使用 595 系列芯片,您应该查看您的特定数据表。不要忘记串联一个 470 欧姆的电阻以保护 LED 免受过载。

74HC595 设计

Arduino Mega 2560 的引脚排列

Arduino Mega 2560 上的 I²C

Ateml Mega Arduino 板上的串行数据线 (SDA) 和串行时钟线 (SCL)

  • SDA(引脚 20)
  • SCL(引脚 21)

后端

最后结果

本文中所用到的一些代码

如果您对此项目有任何想法、意见或问题,请在下方留言。

以上内容翻译自网络,原作者:Saifalikabi ,如涉及侵权,可联系删除。

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