Los LED solo se iluminan cuando mis dedos están cerca de partes arbitrarias del circuito.

Question

Actualmente estoy tratando de construir un sumador de 4 bits y me he encontrado con un problema extraño.

Los LED solo parecen encenderse si mis dedos están cerca, aparentemente en partes arbitrarias del circuito. Hasta ahora solo he conectado dos bits. El circuito parece funcionar según lo previsto, también lo probé en TinkerCad.

0+1 devuelve 01 también conocido como 1 en decimal

1+0 devuelve 01 también conocido como 1 en decimal

1+1 devuelve 10 también conocido como 2 en decimal

No entiendo por qué los LED se comportan de manera extraña.

Observa el esquema de TinkerCAD para el circuito, mi construcción en la vida real es básicamente idéntica con la única diferencia de que he girado los interruptores DIP 180 grados para que los números de los interruptores DIP estén hacia arriba. También he conectado lógicamente los interruptores DIP a bajo (negativo) en lugar de alto (positivo) como se ve en el esquema de TinkerCAD.

La mía sería en la vida real:

Lo estoy ejecutando a 5 voltios. Las resistencias son resistencias de 1kOhm.

Las compuertas XOR son del modelo 74HC86N

Las compuertas AND son del modelo 74HC08

Las compuertas OR son del modelo 74HC32

Vea el video para mayor claridad video.

Answer 1

Veo dos problemas aquí.

Primero, no tienes resistencias de pull-up, por lo que tus interruptores en realidad no pueden proporcionar una entrada alta. Los chips de la serie 74 a menudo tienen entradas que flotan alto, pero creo que las variedades CMOS (como 74HC) necesitan una resistencia de pull-up o pull-down para funcionar correctamente.

Segundo, tienes muchas entradas no conectadas, que están captando ruido y amplificándolo en otras partes del circuito. Conecta las entradas no utilizadas a Vcc o tierra a través de una resistencia.

Answer 2

El problema es que tienes chips lógicos CMOS de tipo HC, y en el video se utilizan chips de tipo LS TTL. Los chips CMOS no funcionan en un circuito que está deliberadamente hecho para utilizar las características de los chips de tipo LS TTL.

Por lo tanto, tus entradas quedan flotando sin conexión cuando el interruptor DIP está apagado, y los chips CMOS en tu circuito no funcionan correctamente con entradas no conectadas.

Los chips LS TTL utilizan transistores bipolares y su circuito interno es tal que un pin de entrada no conectado tiende a flotar en nivel lógico 1, ya que la impedancia de entrada es moderada. Por lo tanto, pueden, pero no se recomienda, dejarse sin conectar.

Los chips CMOS tienen una impedancia de entrada extremadamente alta y no tienen circuitos internos para fijar un estado determinado. Por lo tanto, dejarlos sin conexión puede hacer que el voltaje derive a cualquier nivel aleatorio, y un dedo tiene una impedancia lo suficientemente bajo como para establecer el estado del pin bastante fácilmente en lógico alto o bajo, dependiendo de si estás tocando VCC o GND con otro dedo.

Básicamente significa que dado que tus interruptores DIP conectan una entrada a VCC o la dejan completamente desconectada, para cada interruptor DIP necesitas una resistencia de pull-down. Casi cualquier valor entre el rango de 1 kilo-ohmio a 1 megaohmio funcionará.

Answer 3

Las entradas flotantes de CMOS son muy receptivas a campos eléctricos extraviados.

Necesitas resistores de extracción en los nodos conmutados. Utiliza 100Kohm.

Fresco de la universidad, ayudé a un señor muy mayor a depurar un sistema lógico de gabinete de 3 bastidores: el receptor de telemetría de la estación central para el Distrito de Control de Inundaciones de Florida del Sur, monitoreando docenas de sitios remotos en pantanos que informarían diariamente lluvias, niveles de agua (en los pantanos), intrusión de agua salada (en canales donde el agua salada más pesada se convertiría en la capa subyacente), vientos, etc.

Teníamos mucho comportamiento intermitente. Finalmente nos dimos cuenta de que aproximadamente el 20% de los paquetes DIP de RCA Corp, en placas de cableado de Augat, lógica CD40xx de 12 voltios,

no tenían conexiones de alimentación o tierra

La velocidad del reloj era bastante lenta (tasa de bit de 100,000Hz, de los enlaces de radio de largo alcance en la banda de RF de 400MHz) y CMOS necesita cero corriente de entrada una vez que las cargas transitorias han cargado los nodos, y a +12 voltios la INMUNIDAD AL RUIDO era muy alta, así que la

LÓGICA estaba recibiendo ALIMENTACIÓN a través de los DIODOS ESD

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No dejes que las entradas CMOS floten. Ten ya sea un interruptor que conecte la entrada a +5 o a tierra; O ten un resistor (10kohm) tirando en una dirección, y el interruptor tirando en la otra.

¿O son esos interruptores SPDT? No pueden ser, porque el tablero blanco no permite tal conectividad.