ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE P. HENSEMBERGER Data 14 /01/08 Laboratorio di Elettronica Villa Andrea Cognome e Nome Classe Relazione n 4 3^B1 TITOLO: progettare un circuito che fornisca un segnale alto in uscita in corrispondenza dei numeri primi compresi tra 0 e 15 SCOPO: progettare un circuito utilizzando le conoscenze teoriche studiate fino ad ora e realizzarlo utilizzando gli integrati adeguati scegliendoli sul manuale data sheet Specifiche di progetto: Utilizzando le varie fasi per progettare un circuito combinatorio,realizzare un circuito in grado di riconoscere i numeri primi e di fornire un uscita a livello logico alto solo in corrispondenza di tali numeri.per prima cosa si fa corrispondere ad ogni numero decimale da 0 a 15 il suo corrispettivo numero binario e si fa corrispondere un uscita a livello logico alto quando il numero è primo creando così una tabella della verità come quella in fig 1. N decimale A B C D Y Fig 1 0 0 0 0 0 0 1 0 2 0 0 1 0 1 3 1 4 0 1 0 0 0 5 0 1 0 1 1 6 0 1 1 0 0 7 0 1 1 1 1 8 1 0 0 0 0 9 1 0 0 1 0 10 1 0 1 0 0 11 1 0 1 1 1 12 1 1 0 0 0 13 1 1 0 1 1 14 1 1 1 0 0 15 1 1 1 1 0
Ora si esegue la mappa di Karnaught per ricavare la funzione minima si ricordi che i raggruppamenti della mappa devono essere i più grossi possibili,di forma rettangolare,e devo contenere un n di 1 pari a 2ⁿ.Fatto ciò ci si ritroverà con una mappa simile a quella in fig 2. Fig.2 Ora per ricavere la funzione minima si scrivono le coordinate di ogni singolo gruppo e prendendo solo quelle che non variano e complimentandole nel caso il loro valore sia uguale 0. A B C D A B C D 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 A B C B C D A B C D 1 0 1 1 B C D A B C D 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 A D Da ciò si ricava la funzione minima Applicando però il teorema di De Morgan alla funzione minima si scopre che il numero di integrati da usare è minore di quello della funzione minima di base.perciò si è scelto di
lavorare con le sole porte NAND ed in particolare con gli integrati 74ls00-74ls10-74ls20 scelti sul manuale dei data sheet come gli integrati più adeguati per il nostro scopo. Funzione minima con De Morgan Di seguito sono anche riportati i layout degli integrati scelti Layout 74ls00 Layout 74ls10 Layout74ls20 Ora non resta che montare il circuito seguendo lo schema elettrico. Per cambiare i valori di A, B, C, D nelle varie sequenze logiche si ricorre all uso di un DIP SWITCH con la funzione di pull up, con le relative resistenze poste al di sopra dello switch chiamate SIL.Esso permette di variare lo stato logico degli ingressi molto velocemente senza toccare alcun filo. Per verificare l esattezza del circuito,ossia per verificare che esso emetta un uscita a livello logico alto quando si è in corrispondenza di numeri primi si aggiunge un diodo led che permetterà la visione di ciò. Naturalmente bisogna ricordarsi che ogni integrato va alimentato con una tensione non superiore a 5 V infatti per questo usiamo l alimentatore stabilizzato a tensione costante 5V. Abbiamo inoltre verificato il livello di fan out,ossia il numero si egressi collegabili a una singola uscita e abbiamo verificato che esso corrisponde a 20 perciò si potrebbero collegare 20 nuovi ingressi ad ogni singola uscita di una porta. SCHEMA ELETTRICO DEL CIRCUITO Layout breadboard
circuito logico con numeri delle porte su ogni ingresso e uscita Elenco componenti e strumentazione utilizzati: n 1 bradboard n 1 alimentatore a tensione costante 5 V n 1 integrato 74LS00 n 1 integrato 74LS10 n 1 integrato 74LS20 n 1 sil R = 2,2 KOhm n 1 dip switch con funzione di pull up fili elettrici n 1 led verde n 1 resistenza da 390 Ohm
Conclusioni Si è verificata l esattezza della funzione minima poiché il circuito accendeva il led verde solo quando il dip switch segnalava la presenza delle combinazioni binarie che corrispondevano ai numeri decimali primi