Digitaltechnik

Es zeigte sich, dass die einzelnen Schaltungen immer wieder Logikverknüpfungen benötigen. Beispielsweise lassen sich mit dem VGA-Modul einige Spiele bauen, die einfache Digitalbausteine benötigen, um die Spielelogik abzubilden.

Die im folgenden gezeigten Bausteine verwenden das 3×3-Einheiten-Format des Philips Digital Lab 6302, sind aber höher integriert. Sie verfolgen dabei das Prinzip, möglichst universell einsetzbar zu sein. Wenn Eingänge optional sind, sind sie von vornherein über einen Vorwiderstand mit der richtigen Spannung verbunden, um die Verdrahtung zu minimieren. Es sind auch gewöhnlich pro Modul zwei gleiche, aber unabhängige Schaltungen zu finden; jeweils aufgeteilt in „oben“ und „unten“. Dank der einheitlichen Beschaltung der CD4000-CMOS-Logikserie sind viele Platinen auch für mehr als nur einen Baustein einsetzbar.

Die Module sind mit weißen Selbstklebeetiketten gekennzeichnet. Sie sehen sich alle äußerst ähnlich, und nur auf Basis der Typenbezeichnung lässt sich oftmals nicht mehr erkennen, welche Funktionen die einzelnen Bausteine anbieten. Die Etiketten erklären die Funktion und die Ausgänge.

Inhalt

  1. 2fach NAND-AND-Inverter
  2. 2fach NOR-OR-Inverter
  3. R-S-Flipflop
  4. 4fach AND/OR
  5. 2fach AND-NOT-AND-Kombination
  6. J-K-Flipflop

2fach NAND-AND-Inverter

Dieses Modul bietet auf Basis des CD4011 zwei NAND-Verknüpfungen, denen ein Inverter nachgeschaltet ist. Damit können sowohl NAND- als auch AND-Verknüpfung gleichzeitig genutzt werden. Wird nur der U-Eingang genutzt (an der linken oberen oder unteren Ecke), funktionieren die NAND-Gatter wie Inverter; der W-Eingang braucht nicht angeschlossen zu werden.

Das Modul kann beispielsweise auch mit dem CD4093 (4fach-NAND-Schmitt-Trigger) oder mit dem 4070 (4fach-XOR) oder dem 4071 (4fach-OR) bestückt werden.

2fach NOR-OR-Inverter

Dieses Modul bietet auf Basis des CD4001 zwei NOR-Verknüpfungen, denen ein Inverter nachgeschaltet ist. Damit können sowohl NOR- als auch OR-Verknüpfung gleichzeitig genutzt werden. Wird nur der U-Eingang genutzt (an der linken oberen oder unteren Ecke), funktionieren die NOR-Gatter wie Inverter; der W-Eingang braucht nicht angeschlossen zu werden.


 

Die Schaltung ist weitgehend identisch mit der des NAND-AND-Inverters; hier sind jedoch die Eingänge W über einen Vorwiderstand an Masse gelegt, damit sie gegebenenfalls nicht beschaltet werden müssen.

R-S-Flipflop

Flipflops können grundsätzlich mit einfachen Logikbausteinen aufgebaut werden. Das hier verwendete CD4043 hat 4 solcher Flipflops an Bord, von denen allerdings nur zwei genutzt werden. Das IC hat aber nur einen Enable-Eingang für alle Flipflops; dieser hat zudem auch noch die Eigenschaft, die Ausgänge hochohmig zu schalten. Für die gewünschten Zwecke sollte jedes R-S-Flipflop über einen Enable-Eingang deaktiviert werden können. Dazu dient der ebenfalls auf der Platine befindliche UND-Baustein CD4081. Normalerweise befindet sich der Enable-Eingang auf High-Pegel. Wenn En auf Masse gelegt wird, kann der Zustand des Flipflops nicht geändert werden.

4fach AND/OR

Dieses Modul bietet auf Basis des CD4081 zweimal zwei UND-Verknüpfungen an, die über eine weitere UND-Verknüpfung an einen gemeinsamen Ausgang geführt sind. Es kann damit als 4fach-UND-Gatter oder als 2×2-UND-Gatter benutzt werden. Die beiden Eingänge E sind dabei über einen Vorwiderstand an Masse angeschlossen, die Eingänge P an High-Pegel. Auf diese Weise kann das Modul auch als 1xUND-Gatter mit den beiden Eingängen E benutzt werden. Das macht die Beschaltung besonders einfach, weil dann nur der gemeinsame Ausgang über eine Steckhülse angeschlossen werden muss.

 

Das Modul eignet sich auch für die ICs CD4001, CD4070 und CD4011 – damit können dann Verknüpfungen wie

  • (a und b) oder (c und d) (CD4011)
  • (a oder b) und (c oder d) (CD4001)

erstellt werden. Zusätzlich bleiben dann natürlich auch die einzelnen Verknüpfungen (a nand b) usw. nutzbar.

2fach-AND-NOT-AND-Kombination

Dieses Modul bildet die Lösung einer sehr häufig vorkommenden Aufgabe: abhängig von einem Eingangssignal sollen ein anderes Eingangssignal einmal durchgeschaltet und einmal invertiert verfügbar gemacht werden.

Es wird gebildet aus einem 4fach-UND-Gatter 4081 und einem als Inverter genutzten CD4001. Der Ausgang A ist High, wenn beide Eingangssignale W und U auf High sind. Der Ausgang N ist High, wenn U auf High, aber W auf Low liegt.


 

 

J-K-Flipflop

J-K-Flipflops kommen in Zählerbausteinen zum Einsatz. Das hier verwendete CD4027 bringt zwei solcher J-K-Module mit, die zusätzlich noch R-S-Eingänge bieten. Diese Eingänge bleiben hier jedoch ungenutzt. J und K sind so über Votrwiderstände vorgespannt, dass ein Rechtecksignal am Clock-Eingang genügt, um das Flipflop in den jeweils anderen Status zu schalten.

Ein Kommentar zu Digitaltechnik

  1. pino sagt:

    bello bello

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

*