4-bits seriële invoer- en opslagapparaat: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Ooit gedacht hoe uw toetsenbord invoer opneemt en hoe die gegevens worden opgeslagen! Dit project is een kleinere versie van gegevensinvoer en -opslag. Een uitgebreide uitleg over hoe het signaal van de toetsen, klok de geheugenelementen (flip-flops) beïnvloedt.

Stap 1: Blokdiagram

1. Invoerapparaat

Als binair 4-bits invoerapparaat zijn er slechts 2 drukknoppen (een om 1 (hoog) te registreren en een andere voor 0 (laag) met een ruisfilter dat nodig is om het ingangssignaal te genereren. Het gegenereerde uitgangssignaal is een nulpuls (wanneer de toets wordt ingedrukt, verandert het altijd hoge signaal in laag).

2. Monostabiele pulsgenerator

De ingangssignalen worden vervolgens naar de monostabiele pulsgenerator gevoerd om een puls te genereren die een vaste hoge tijdsduur heeft, deze wordt getriggerd door de kleine ingangspuls. Deze monostabiele puls wordt gebruikt als een klokingang naar het schuifregister.

3. Bi-stabiele pulsgenerator

Deze puls wordt ook gestuurd door de ingangssignaallijnen, wanneer de ene (hoge) toets wordt ingedrukt, wordt dit signaal ingesteld en wordt gereset wanneer de lage toets wordt ingedrukt. Het signaal wordt als de linker seriële ingang naar het schuifregister gevoerd.

4. Shift Register

Het 4-bits schuifregister gebruikt 4 flip-flops om gegevens op te slaan. Er is een seriële ingang met een klok nodig om de gegevens van links naar rechts of van rechts naar links op te slaan. In dit project zijn de seriële data die we gebruiken afkomstig van de Bi-stabiele pulsgenerator en het kloksignaal van de Monostabiele pulsgenerator.

5. Uitgang

De LED's geven de output aan.

Stap 2: Tijdschema

Een voorbeeld van een timingdiagram dat een ingang 0101 gebruikt. De ingangspuls van knop 1 en knop 2 heeft een zeer kleine "lage tijd", dat is de reden waarom het wordt weergegeven als een piek in het timingdiagram.

Stap 3: Schakelschema

De hoge tijd voor de monostabiele puls kan worden gewijzigd door de RC-waarde (weerstands- en capaciteitswaarde) te wijzigen. De hoge tijd wordt gegeven door t = 1,1 * RC. De hoge tijd heeft een ondergrens die afhangt van de gebruikte opzegschakelaar, de limiet is over het algemeen 10-20 ms. De hoogste tijd in dit circuitontwerp is 1s (10k omh * 100uf).

Door deze tijd te verkorten wordt de snelheid van het apparaat verhoogd.

Stap 4: Fritzing-ontwerp met stuklijstbestanden

Download het fritzing-bestand om het ontwerp aan te passen en uw eigen ontwerp te maken.

De vereiste componentenlijst bevindt zich in het stuklijstbestand.