Stap 5: Laatste voorbeeld
Als een grand einde aan dit Instructable, zullen wij alles uit de vorige stappen in een giant voorbeeld combineren. Als je alles tot nu toe bedekt begrepen moet worden relatief eenvoudig, en als er nog één of twee concepten niet volledig duidelijk voor u vervolgens in het volgende voorbeeld dient te worden verduidelijkt.
U hebben belast met het ontwerpen van het circuit waarop het power-over-mechanisme van een tandpasta-aftopping machine wordt beheerd. Het circuit moet bepalen of de machine op bevoegdheden gebaseerd op de volgende regels:
- De machine doet niet ingeschakeld tenzij de veiligheid heeft zijn ontkoppeld.
- De machine doet niet ingeschakeld tenzij tandpasta caps erin zijn geladen.
- De machine wordt niet ingeschakeld als er een fout of storing opgetreden.
- Er is een handbediende keuzehefboom die de machine op ongeacht caps en waarschuwingen schakelt.
We hebben vier ingangen: S is 1 terwijl de veiligheid op en 0 wanneer uit. Ingang C wordt 1 nadat alle caps zijn geladen. In het geval van een fout of storing wordt input E 1. Input O wordt gecontroleerd door de handbediende keuzehefboom-switch, en 1 als ingeschakeld. De output P gaat branden (1) alleen wanneer de bepaalde voorwaarden is voldaan. Het eerste wat dat we moeten doen is te maken van een waarheidstabel, dus laten we eens kijken hoe dat te doen.
Waarheidstabel
Dit deel zou waarschijnlijk makkelijker op potlood en papier, dus ga grijp jezelf wat. Nu tekenen van de tabel die u in alle waarheid diagrammen tot nu toe heb gezien, en label de ingangen S, C, O en W en de output P. De volgende stap is om te noteren van elke combinatie van ingangen mogelijk is; Aangezien wij 4 ingangen hebben moeten we een totaal van 2 ^ 4 = 16 combinaties. Zodra dat wordt gedaan hebben we te achterhalen van de output voor elke set. Als we erover nadenkt voor een moment kunnen we drastisch verminderen de hoeveelheid werk die nodig is. Merken van de regels die als de veiligheid nog steeds op, de machine zal nooit is inschakelen. Dit betekent dat overal S= 1, P= 0. Net als dat de helft van de uitgangen zijn gedaan. Laten we eens kijken naar de handbediende keuzehefboom volgende. Voor de resterende acht combinaties, zolang het overschrijven ingeschakeld is, zal de output worden 1 ongeacht de andere twee ingangen. Dat moet vier meer naar beneden, opnieuw gehalveerd! Nu laten we eens kijken naar de resterende vier systematisch. Merk op dat de volgorde in uw waarheidstabel afhankelijk van de volgorde van uw ingangen afwijken kan. Op mijn tafel is de volgende blanco waar S C O E gelijk aan 0 1 0 1. Sinds E= 1 de output zal zijn 0 (artikel 3). Volgende, wanneer S C O E gelijk zijn aan 0 1 0 0 we vinden dat P= 1, omdat de veiligheid uitgeschakeld is, caps worden geladen, en hebben geen fouten zijn opgetreden die voldoet aan alle regels. Verhuizen naar wanneer S C O E gelijk aan 0 0 0 1. Wij zien uit de input die de doppen zijn niet geladen maar (artikel 2) en enkele fout of storing is geconstateerd (artikel 3). Aangezien de handbediende keuzehefboom heeft niet bezig niet beginnen met de machine omhoog en P= 0. Tot slot is de laatste blanco waar alle ingangen zijn aan 0. Uiteraard de doppen zijn niet geladen opnieuw, zo P= 0.
Nu uw waarheidstabel moet volledig, en u kunt de check it tegen degene hierboven. Nogmaals, uw bestelling kan verschillen maar de dezelfde inputs moeten worden een dezelfde output. De volgende stap is om te komen met een functie die voldoet aan onze waarheidstabel.
Circuit Design
Hier hebben we een keuze tussen het gebruik van POS of SOP. Kijkend naar de uitvoerkolom zien we vele, vele 0's maar slechts een paar 1. Het lijkt eenvoudiger te gebruiken van de SOP-aanpak, omdat dan zal er minder voorwaarden te behandelen in onze functie.
We hebben vijf rijen met output van 1. Ze zijn: (in de volgorde S C O W) 0111, 0110,0100,0011 en 0010. Het is betrekkelijk eenvoudig om te vinden dat onze som van producten P is = S̅COW + S̅COW̅ +S̅CO̅W̅ + S̅C̅OW +S̅C̅OW̅
Dit is, zou een nogal complexe schakeling om te proberen en bouwen, dus laten we eens kijken hoe we dingen kunt vereenvoudigen. Uiteraard kunnen we trekken uit een S̅, en als we trek CO en C̅O waar mogelijk krijgen we P = S̅[ CO(W + W̅) + C̅O(W + W̅) + CO̅W̅ ]
Herinneren dat een input toegevoegd aan zijn inverse altijd gelijk is aan 1 (het controleren van de identiteit op de vorige pagina), we kan krassen veroorzaken op uit (W + W̅) en zitten met P = S̅( CO + C̅O + CO̅W̅ ). Tot slot, als we O uitlichten en kras uit de resulterende C + C̅ term, onze resultaat zal P = S̅O + S̅CO̅W̅. Dit kan zover we wiskundig kunnen gaan, maar er is nog één meer vereenvoudiging die kunnen we zijn. Beide termen hebben O'sin hen, een omgekeerde en een niet. Dit is vaak een teken dat we proberen kunnen te maken verdere vereenvoudiging. Laten we eens kijken als we kunnen. O is natuurlijk 1 of 0. Als er 1 en S̅ ook 1 is, zullen de linker term 1 P 1 maken. Als O 0 en S̅CW̅ is = 1, dan weer P = 1. Maar merk, als S̅, Cen W̅ alle gelijk zijn aan 1, dan P = 1 ongeacht O. In dit geval indien O = 1 dan is de eerste termijn zal gelijk zijn aan 1 (S̅O = 1), en als het gelijk is aan 0 dan de tweede term is gelijk aan 1 (S̅CO̅W̅ = 1). Daarom vinden wij dat als S̅, Cen W̅ 1 dan O irrelevant is en kan worden afgenomen van die term. Praktisch betekent dit dat als de veiligheid is uitgeschakeld, de doppen zijn geladen en geen waarschuwingen van kracht zijn, de machine kunt stroom op ongeacht de of de handbediende keuzehefboom of niet aanstaat (de waarheidstabel en u dit vindt selectievakje geldt). Nu, onze eindresultaat is P = S̅O + S̅CW̅, veel meer praktisch is het niet. Één mogelijke implementatie van deze functie is hierboven weergegeven. Merk op hoe weinig componenten wordt gebruikt in vergelijking met de oorspronkelijke SOP zijn we begonnen met.
Daar heb je het! In de ruimte van een paar minuten hebben we genomen een probleem, een oplossing gevonden, geoptimaliseerd is en uitgevoerd van de resultaten. Dit Instructable nauwelijks krassen op het oppervlak van de wonderen van digitale elektronica, maar hopelijk heb je een basiskennis en een waardering daarvoor. Dit concludeert vervolgens de Instructable, ik hoop dat het u kunt ontwerpen en maken iets van uw eigen heeft geïnspireerd.
