UND Tor bleibt offen

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Ich habe eine sehr einfache Schaltung auf einem Steckbrett mit zwei Drucktastenschaltern, einem UND-Gatter (74LS08) und einer LED. Ich habe die beiden Schalter an Pin 1 und 2 angeschlossen, während die LED von 3 auf Masse geht. Pin 14 erhält 5 Volt, während Pin 7 gegen Masse geht.

Ich versuche nur zu testen, ob das UND-Gatter funktioniert, und bis jetzt scheint es so, als ob es nicht funktioniert. Sobald ich 5 Volt an Pin 14 anschließe, erhalte ich Strom über alle Ausgangspins 3, 6, 10 und 13, unabhängig davon, was mit den jeweiligen Eingangsstiften passiert, auch wenn Pin 7 nicht geerdet ist.

Natürlich sollte die LED nur leuchten, wenn beide Schalter eingeschaltet sind, aber sobald 5 Volt an Pin 14 angelegt sind, spielt es keine Rolle, was ich mit den Tasten mache. Ich habe ein paar der gleichen UND-Gatter aus dem Paket sowie einige ODER-Gatter ausprobiert, und alle tun es.

logic-gates breadboard

— user2303321
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Es ist erstaunlich, wie robust Halbleiter geworden sind, obwohl keine Strombegrenzung ohne offensichtliche Probleme vorliegt.

— Dmitry Grigoryev

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Es wäre hilfreich, wenn Sie einen Schaltplan hinzugefügt hätten, aber soweit ich sehen kann, fehlt Ihnen eine wichtige Komponente. Ein Pulldown-Widerstand. Dadurch wird sichergestellt, dass die Eingänge auf 0 V stehen, wenn am Eingang keine Spannung anliegt. Sobald die Taste gedrückt wird, erhalten Sie Ihre 5V und wenn beide Tasten gedrückt werden, erhalten Sie 5V an beiden Eingängen.

Im Moment sind Ihre Eingänge "schwebend", was bedeutet, dass sie sich in einem unbekannten Zustand befinden, den der IC als "1" -Zustand bestimmen könnte, weshalb Ihre LED immer leuchtet. Dies ist auch der Grund, warum für alle Ausgänge das Gleiche gilt. Bei diesen ICs sollten Sie nicht verwendete Eingänge immer über einen Pulldown-Widerstand mit GND verbinden.

schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Schauen Sie sich das obige Schema an. Das oberste ist, wie ich Ihre Konfiguration im Moment sehe (bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege). Wenn keine Spannung an den Eingang angelegt wird, bleibt eine schwebende Spannung übrig und liegt möglicherweise nicht bei 0 V.

Das unterste ist, wie es sein sollte. Einige Pulldown-Widerstände stellen sicher, dass sie am Eingang bleiben, wenn am Eingang keine Spannung anliegt.

Wenn Sie diese Widerstände hinzufügen, sollte Ihr Problem behoben sein.

— MCG
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Ja, Sie sind mit Ihrem ersten Diagramm richtig. Ich habe 100.000 Widerstände zwischen Masse und Pin 1 und 2 hinzugefügt. Dies funktioniert, aber es hat sich ein neues Problem ergeben. Die Schalter weisen ein verwirrendes Verhalten auf. Ich drücke Schalter 1 und das Licht geht an und bleibt an, aber es sollte nicht aufleuchten, bis auch Schalter zwei ebenfalls an ist. Dann schalte ich den Schalter aus und wieder ein, aber diesmal flackert er nur ein und dann wieder aus. Schalter 2 zeigt das gleiche seltsame Verhalten.

— user2303321

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Ich sehe, Sie haben auch keinen Strombegrenzungswiderstand am Ausgang Ihres Gates. Sie sollten einen 270- oder 330-Ohm-Widerstand in Reihe mit der LED schalten, um den Strom zu begrenzen. Versuchen Sie das, dann bearbeiten Sie Ihre Frage mit einem Update-Foto und zeichnen Sie auch einen Schaltplan, der helfen kann

— MCG

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Sie könnten auch einen kleineren Pulldown-Widerstand in Betracht ziehen, vielleicht 10.000, obwohl ich nicht verstehe, warum 100.000 nicht funktionieren sollten.

— DerStrom8

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@ DerStrom8: Da er einen 74LS08 verwendet, benötigt er einen Pulldown von 2K oder weniger, um sicherzustellen, dass der Eingang als niedrig angesehen wird. 10K wäre gut mit einem CMOS-Teil (74AC, etc.)

— Peter Bennett

Prost @PeterBennett, ich habe mir das Datenblatt nicht angesehen.

— DerStrom8

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Die Eingänge der bipolaren TTL-Familien (74xx, 74LSxx und andere ohne "C" in der Mitte) liefern Strom - wenn sie nicht angeschlossen sind, wirken sie als logisches High. Für die 74LS-Familie müssen Sie etwa 0,4 mA aus einem Eingang ziehen, damit er als logisch niedrig erkannt wird.

Traditionell würden wir Schalter zwischen den Eingangspin und Masse legen, um sicherzustellen, dass der Eingang niedrig genug gezogen werden kann, um als niedrig angesehen zu werden, und einen Pull-up-Widerstand vom Pin auf +5 V hinzufügen, um sicherzustellen, dass der Eingang hoch ist als der Schalter offen war.

Wenn Sie den Schalter zwischen dem Eingangspin und +5 V wünschen, benötigen Sie einen Pulldown-Widerstand unter 2000 Ohm, um sicherzustellen, dass der Eingang bei geöffnetem Schalter niedrig war.

— Peter Bennett
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Diese Antwort braucht mehr Upvotes! Während die Antworten mit Pulldown-Widerständen per se nicht falsch sind, sind die Pulldown-Widerstände nicht erforderlich, da auf dem Chip bereits Pull-Ups integriert sind. Dies ist angesichts des verwendeten Chips viel wertvoller!

— Dakkaron

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schematisch

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Dies liegt daran, dass Ihre Schaltung niemals Einträge auf 0 V setzt (Einträge des Gatters). Sie müssen Pull-up / Pull-down verwenden, um das Signal bei Einträgen des Tors zu verwalten.

Wenn Sie die Taste nicht verwenden, werden die 5 Volt mitgeliefert. Wenn Sie sie verwenden, wird der Eingang mit gnd verbunden

Der Ausgang des Gates ändert sich.

— Francois P.
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Ich verstehe nicht, was das bedeutet. Könnten Sie bitte näher darauf eingehen? Ich bin ein absoluter Anfänger.

— user2303321

Wie setze ich Einträge auf 0v?

— user2303321

Ich denke, Sie haben Ihren Schaltplan ganz anders gezeichnet als die gezeigte Steckbrettschaltung. Zum einen zeigt Ihr Schaltplan Widerstände, das Steckbrett nicht. Sie haben auch die Tasten, die die Eingänge mit GND verbinden, wenn Sie sehen können, dass sie die Eingänge tatsächlich bis VCC

— MCG

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Ja, das ist in Ordnung, aber diese Konfiguration funktioniert anders als in seinem letzten Absatz erläutert. Seine Konfiguration kann mit dem Hinzufügen von Widerständen funktionieren, wie in meiner Antwort. Der letzte Absatz von OP zeigt, wie er erwartet, dass seine Schaltung funktioniert, und dieser macht das Gegenteil.

— MCG

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Die LS TTL-Familie ist auch für Eingangs- / Ausgangsströme nicht sehr symmetrisch. 100 K ziehen den Eingang möglicherweise nicht ausreichend niedrig. 10K sollte besser sein (und Flimmern loswerden). Auch die Nennstromantriebsfähigkeit für einen hohen Ausgang ist viel schlechter als für einen niedrigen Ausgang, so dass Ihre Schaltung die Ausgangsstufe belastet. Das ist in Ordnung, wenn dies nur ein Lernspielzeug ist, aber es wird nicht zuverlässig sein. Weitere Informationen finden Sie im Datenblatt sn74ls08.pdf von Texas Instruments. Beachten Sie, dass sie 3 verschiedene TTL-Familien auf dem DS haben und sich alle leicht unterschiedlich verhalten.

— Isdi

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TL; DR: Durch einen einfachen Schalter von 5 V getrennt. EQUALS "Pin nicht verbunden" DOESN'T EQUAL "Keine Spannung angelegt" DOESN'T EQUAL "logische 0".

Ein nicht verbundener Eingang eines echten TTL-Chips (74xx, 74Sxx, 74LSxx) verhält sich so, als wäre er mit 5 V DC verbunden, während er sich auf einem CMOS-Chip (74HCxx, 74ACTxx, CD40xx) so verhält, als wäre er mit 5 V AC verbunden.

In jedem Fall BRAUCHEN SIE EINEN, es sei denn, Ihre LED verfügt über einen (seltenen) eingebauten Strombegrenzungswiderstand.

— Rackandboneman
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Diese Punkte sind nicht völlig falsch oder wertlos, aber sie sind eher schlecht formuliert und wurden bereits von anderen viel klarer und genauer erklärt.

— Chris Stratton

Meine Absicht war es, eine Antwort mit Farbe und Kürze auf ein buntes und kurzes Problem

— hinzuzufügen

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@rackandboneman Wie verhält sich ein nicht verbundener Eingang auf einem CMOS-Chip so, als wäre er an eine 5-V-Wechselstromleitung angeschlossen?

— Nayuki