การสร้างลอจิเกตพื้นฐานโดยใช้ไอซี 74HCT00

การทดลองที่ 2.2

การสร้างลอจิเกตพื้นฐานโดยใช้ไอซี 74HCT00

วัตถุประสงค์

   1. ฝึกต่อวงจรโดยใช้ไอซี 74HCT00 บนเบรดบอร์ด

   2. สร้างลอจิเกตพื้นฐาน เช่น เกต OR AND และ NOR ตามฟังก์ชันบูลีนที่กำหนดให้ โดยใช้ลอจิกเกต NAND ที่มีอยู่ในไอซี 74HCT00

   3. ต่อวงจรปุ่มกด เพื่อใช้เป็นอินพุต และต่อวงจรไดโอดเปล่งแสงพร้อมตัวต้านทานเพื่อใช้เป็นเอาต์พุตสำหรับลอจิเกต

รายการอุปกรณ์

• ไอซี 74HCT00                                     1 ตัว
• ปุ่มกดแบบ 4 ขา                                     2 ตัว
• ไดโอดเปล่งแสงขนาด 5 มม.                   1 ตัว
• ตัวต้านทาน 10 kΩ                        2 ตัว
• ตัวต้านทาน 330 Ω หรือ 470 Ω                   1 ตัว
• สายไฟสำหรับต่อวงจร                                1 ชุด
• แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด)                           1 อัน
• แหล่งจ่ายควบคุมแรงดัน                             1 ชุด

ขั้นตอนการทดลอง

1. ออกแบบและวาดผังวงจร สำหรับสร้างลอจิกเกตที่มีอินพุต 2 ขาและเอาต์พุต 1 ขา โดยใช้ไอซี 74HCT00 เพียงตัวเดียวเท่านั้น โดยแบ่งเป็น 3 กรณีได้แก่ AND OR และ NOR พร้อมวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10 kΩ แบบ Pull-Up จันวน 2 ชุด(SW1 และ SW2) สำหรับขาอินต์พุตทั้ง 2 ของลอจิกเกต และวงจรไดโอดเปล่งแสง (LED1) พร้อมตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต

2. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด เพื่อสร้างลอจิกเกต AND และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต

ผังวงจรลอจิกเกต AND

3. สร้างอินพุตทั้ง 2 ขาของลอจิเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตุผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.2.1
4. ยกเลิกการต่อวงจรเบรดบอร์ด
5. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด เพื่อสร้างลอจิกเกต OR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต

ผังวงจรลอจิกเกต OR

รูปการต่อวงจรจริง

6. สร้างอินพุตทั้ง 2 ขาของลอจิเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตุผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.2.2
7. ยกเลิกการต่อวงจรเบรดบอร์ด
8. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ด เพื่อสร้างลอจิกเกต NOR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต

ผังวงจรลอจิกเกต NOR

รูปการต่อวงจรจริง

9. สร้างอินพุตทั้ง 2 ขาของลอจิเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตุผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.2.3

ผลการทดลอง

ปุ่มกด SW1	ปุ่มกด SW2	สถานะของไดโอดเปล่งแสง
ไม่กด	ไม่กด	ติด
กด	ไม่กด	ไม่ติด
ไม่กด	กด	ไม่ติด
กด	กด	ไม่ติด

                                 ตารางที่ 2.2.1 ผลการทดลองสำหรับลอจิเกต AND

ปุ่มกด SW1	ปุ่มกด SW2	สถานะของไดโอดเปล่งแสง
ไม่กด	ไม่กด	ติด
กด	ไม่กด	ติด
ไม่กด	กด	ติด
กด	กด	ไม่ติด

                                   ตารางที่ 2.2.2 ผลการทดลองสำหรับลอจิเกต OR

ปุ่มกด SW1	ปุ่มกด SW2	สถานะของไดโอดเปล่งแสง
ไม่กด	ไม่กด	ไม่ติด
กด	ไม่กด	ไม่ติด
ไม่กด	กด	ไม่ติด
กด	กด	ติด

                                     ตารางที่ 2.2.3 ผลการทดลองสำหรับลอจิเกต NOR


คำถามท้ายการทดลอง

1. จากผลการทดลองต่อวงจรสำหรับสร้างลอจิกเกต AND OR และ NOR ตามลำดับ เป็นไปตามตารางค่าความจริงสำหรับลอจิกเกตดังกล่าวหรือไม่ จงอธิบาย
ตอบ เป็นไปตามตารางค่าความจริง โดย
ลอจิกเกต AND ถ้าอินพุตตัวใดตัวหนึ่งเป็น LOW ไดโอดเปล่งแสงจะไม่ติด ถ้าเป็น HIGH ทั้งคู่ ไดโอดเปล่งแสงจะติด
ลอจิกเกต OR ถ้าอินพุตตัวใดตัวหนึ่งเป็น HIGH ไดโอดเปล่งแสงจะติด ถ้าเป็น LOW ทั้งคู่ ไดโอดเปล่งแสงจะไม่ติด
ลอจิกเกต NOR ถ้าอินพุตเป็น HIGH ทั้งคู่ ไดโอดเปล่งแสงจึงติด

2. เมื่อต่อวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10 kΩ แบบ Pull-Down(แทน Pull-Up) เพื่อสร้างสัญญาณอินพุตให้ลอจิกเกต จะให้ผลแตกต่างจากที่ได้ทดลองหรือไม่ จงอธิบาย 
ตอบ  การต่อวงจรแบบ Pull-Down จะให้ผลแตกต่างจากการต่อวงจรแบบ Pull-Up โดยจะมีค่าตรงข้าม คือ วงจร Pull-Up ไม่กดปุ่มเป็น HIGH และกดปุ่มเป็น LOW แต่วงจร Pull-Down ไม่กดปุ่มเป็น LOW และกดปุ่มเป็น HIGH

3. ถ้าจะสร้างวงจรตรรกะตามฟังก์ชันบูลีน O = AC' + BC โดยใช้ไอซี 74HCT00 เท่านั้น จะต้องออกแบบอย่างไร (ให้วาดรูปผังวงจร)
ตอบ

วงจรตรรกะตามฟังก์ชันบูลีน O = AC' + BC

อ้างอิง: เอกสารประกอบการสอน โดย ดร.เรวัต ศิริโภคาภิรมย์