Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

PROJE

0-15 arasındaki ikilik sayıları 7 parçalı göstergede (0-F) şeklinde

gösteren devrenin tasarımı (4 giriş-7 çıkış)

Hazırlayan:

Yunus Emre MAYİR

emremayir@gmail.com

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

PROJE ADI

0-15 arasındaki ikilik sayıları 7 parçalı göstergede (0-F) şeklinde gösteren

devrenin tasarımı (4 giriş-7 çıkış)

Özet:

Bu bölümde 7 segment ortak katot displayin hexadecimal sayıları ikilik kodlar halinde göstermesi

istenmiştir. Displayin yedi çıkışı, 4 bitlik sayı girişi ile kontrol edilmektedir. Bu kontrol için doğruluk

tablosu, karnough haritası, lojik kapılar, mux entegreleri kullanacağız. Bu rapor lojik kapılar ile yapılan

devrenin raporudur. Öncelikle devremizde 4 bitlik girişimiz olduğu için 4 bitlik bir doğruluk tablosu

oluşturacağız. Bu doğruluk tablosuna göre karnough haritası yapıp boolean ifadeleri elde edeceğiz. Bu

ifadeleri boolean eşitlikleri ile en sade hale getirmeye çalışıp, en sade halinin lojik kapılar ile tasarımını

yapacağız. Bu ödev lojik kapılarla gösterimi içerdiği gibi 8x1 4051 mux entegreleri ile

yapılabilmektedir . Bu ödevin aresi ve isisi 4051 8x1 mux entegrelerini içermektedir.

1. GİRİŞ

Bu projenin amacı lojik kapılarla ve ya mux entegreleriyle 7 segment displayin kontrolünü

hexadecimal çıkış verecek şekilde kontrol etmektir. Bu proje kod dönüştürücü mantığının bir aynasıdır

gibi düşünebiliriz. Bu konu hakkında 4 bitlik girişe sahip kod dönüştürücü mantığıyla yapılan. 7

segment displayin 0-9 rakamları arası yakılması sağlanılmıştır. Bunu yaparken ortak katot display

kullanılmıştır. Biz display de hangi sayıyı ve ya hangi harfi (0-f) görmek istiyorsak, doğruluk

tablosunda bize istediğimiz şekli verecek ledleri yakacak şekilde tablomuzu yerleştirmeliyiz. Bizim bu

devremizde Ortak katot display kullandığımız için devremize +5V (lojik 1) verdiğimiz zaman ilgili

ledimizin yanacağını bilmeliyiz. 0V (lojik 0) verdiğimiz zaman ise ilgili ledin aktik durumda

olmadığını bilmeliyiz. Buna benzer çalışmalar numaratör mantığıyla çalışan devrelerde kullanılmıştır.

(kaynak: Hüseyin Ekiz- mantık devreleri, Mustafa Yağımlı- dijital elektronik kod dönüştürücü konusu )

2. MATERYAL ve METOT

Problemin tanımı:

Burada çözülmesi gereken problem 4 bit ikilik sayının display ekranına yansıtılmasıdır. 4 bitlik sistem

olduğu için 4 giriş ve display 7 segmentli ledli yapıya sahip olduğu için yedi çıkışımız vardır. Giriiiş ve

çıkışlarımız arasındaki ilişki girişlerimizin ikilik yani binary karşılığına göre ekranda çıktı alacağız.

Çözüm yöntemi olarak kod dönüştürücü mantığı ile hareket edip devremiz için 4 giriş yedi çıkış

doğruluk tablosu oluşturulmuştur. Bu doğruluk tablosunda yakılmak istenen display ledi 7 segmentten

dolayı 7 çıkışımız vardır. Bu 7 led çıkışımızı (a,b,c,d,e,f,g) display ekranında görmek istediğimiz sayı

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

Ve harf çıkışına göre ilgili ledi doğruluk tablosunda lojik 1 yaparak (+5V) yaparak aktif hale getrimiş

oluruz. Çünkü bizim ledimiz ortak katotlu dolduğu için eksi uçları ortaktır. +5V alan led devreyi

tamamladığı için çıkış aktif hale gelerek çıkış verir. Biz istediğimiz çıkışa göre aktif etmeleri 4 girişli

karnough haritasında yerleştirerek o çıkış için bir denklem elde etmiş olacağız. Karnough haritasına

yerleştirme şu şekilde olacaktır. Örneğin 8 sayısını (1-0-0-0) display ekranında görmek istiyorsak bütün

ledlerin aktif olması lazım. Bunun için bütün ledlere doğruluk tablosunda 8 sayısının çıkışı için aktif

konum +5V verecğiz ki bunu da tabloda lojik 1 olarak göstereceğiz. Daha sonra bunu 4 girişli 16

durum içeren 4x4 lük karnough haritasında 1-0/0-0 kesişim noktasını bulup bu kutucuğa 1 yazacağız

ve bu işlemi display ekranında görmek istediğimiz sayı ve harf için aktif olcak olan her led için

tekrarlayıp, karnough haritasına yerleştireceğiz. İlgili çıkış için yerleştirilen 1 ifadeleri 2^n gruplama

mantığıyla gruplanarak en sade halde bir boolean ifadesi elde etmeye çalışacağız. Elde edilen bu

denklemler lojik devre tasarımına dönüştürülecektir. Bu dönüştürme işleminde lojik kapılar

kullanılarak elde ettiğimiz ifadelerimizi devre şaması hali dökmüş oluyoruz.

.

Kullanılacak elemanların Tanıtımı:

Lojik kapı olarak 7 tane 7404 değil kapısı,

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

Altı tane 4070 iki girişli özel veya kapısı,

5 tane 4075 3 girişli veya kapısı,

1 tane 4077 iki girişli özel veya değil kapısı,

21 tane 7408 iki girişli ve kapısı,

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

7411 3 girişli ve kapısı,

7432 iki girişli veya kapısı entegreleri

kullanılmıştır.

Doğruluk Tablosu:

Bu bölümde tasarımınızın doğruluk tablosunu bütün detayıyla gösteriniz.

A B C D a b c d e f g

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

1 0 0 0 1 1 1 1 1 1

1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1

1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1

1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1

1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1

1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1

Şekil.1 doğruluk haritası

Burada lojik kapılı tasarım devremizin 4 bitlik giriş ve 7 segment çıkış doğruluk tablosu

görülmektedir. Ortak katot display kullandığımız için lojik 1 (+5V) olduğu zaman ilgili ledin yandığı,

lojik (0V) olduğu zaman ilgili ledin yanmadığı tablomuzdan anlaşılmaktadır.

Karnough Haritaları:

Bu bölümde yedi çıkışımız olan doğruluk tablomuzda daha öncede belirttiğimiz gibi her çıkışımız

için bir karnough haritası oluşturacağız. Bu karnough haritalarından elde dilen denklemleri yazıp, en

sade halini gösterek daha sonra devre şemasına yani isise geçeceğiz. (KARNOUGH HARİTALARI

KOY)

a çıkışı için karnough haritası, b çıkışı için karnough haritası

cd

ab 1 1 1

1 1

1 1 1

1 1 1

C çıkışı için karnough haritası, d çıkışı için karnough haritalası,

cd

ab 1 1 1

1 1 1 1

1

1 1 1 1

cd

ab 1 1 1 1

1 1

1

1 1 1

cd

ab 1 1 1

1 1

1 1 1

1 1 1

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

e çıkışı için karnough haritası f çıkışı için karnough haritası

g çıkışı için karnough karitası,

cd

ab 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1 1

Şekil 2: Karnough haritaları

Her çıkışımız için yaptığımız karnogh haritasında , elde edilen denklemlerin en sade halleri

yazılmmıştır.(DENKLELERİ YERİNA KOY)

a = A’C + BC + B’D’ + A’BD + ABD’ + AB’C’

b = B’(A’+D’) + A’(CD+C’D’) + AC’D

c= (a + b) + A’(C’+D) + AC’D

d= A’C + B’(a*d ) + B( c+d) + A’C(B’+D’)

e= D’(C+B’) + A(B + CD)

f= D’(C’+ BC) + A(B’+C )

g= A(B’+D) + A’(b+c) + CD’

Devrenin Lojik Kapılar ile Gerçeklenmesi:

Bu bölümde elde ettiğimiz denklemleri lojik kapılar ile isisde tasarlayarak devre şamasını çiziyoruz.

Tasarladığımız devre şemamızı isisde simule ederek çalışıp çalışmadığını kontrol ediyoruz. Lojik

kapılar ile tasarladığımız bu devremiz de bizden istenen 0-15 arası gösterimin nasıl çalışdığını kontrol

ediyoruz.

cd

ab 1 1

1

1 1 1 1

1 1 1

cd

ab 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1 1

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

Şekil 3: Devre şeması

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

Baskı Devresi ve Fotoğrafı:

Bu proje tasarımı baskı devre haline mux entegreleriyle yapalacağından lojik kapılar ares ve baskı

devre şeması çıkartılmamıştır. Sadece isisi çıkarılarak devrenin çalışıp çalışmadığı kontrol edilmiştir.

Devrenin çalışıyor hali gerekli yere mail olarak atılmıştır. Buna ek olarak mux entegreleriyle yapılan

devre raporu ile karşılaştırılarak maliyet analizi yapılacaktır.

Devrede kullanılacak elemanlar ve toplam maliyet hesabı:

Biz tasarım lojik kapı entegreleri kullandığımız için ilk onun maliyet hesabını çakaracağız.

Mux lar ile yapılırsa:

Malzeme Açıklama Adet Fiyat(YTL)

4070 2 girişli özel veya 2 adet 2tl

7404 değil kapısı 2 adet. 1 tl

4075 3 girişli veya 2 adet 1.6 tl

4077 2 girişli xnor 1 adet 0.8 tl

7480 2 girişli ve 6 adet 3 tl

7411 3 girişli ve 1 adet 1tl

7432 2 girişli veya 4 adet 3 tl

Display 7 segment ortak katot 1 adet. 1 tl

Direnç 220 ohm 11 adet 0.30 tl

Entegre soketi 8 ve 7 bacaklı 9 adet 2.50 tl

Buton 3 bacaklı on-off konumu 4 adet 2tl

Bakır plaket A4 boyutunda 1 adet 8tl

Matkap delik delmek için 1 adet 10tl

Matkap ucu helisel kanalı olan çelik uç 2 adet 1tl

Asetat kağıdına baskı 1 adet 5tl

Asetat kalemi 1 adet 3tl

Perhidrol 20cl 1 adet 4tl

Tuzruhu 1litre 1 adet 2tl

Jumper atlama yapmak için 10 adet 3tl

Buton 4 adet 0.5 tl

TOPLAM : 54.7 tl

3. SONUÇLAR

Bu çalışma ile displayde istediğimiz harf ve sayının bir çoğunun gerekli doğruluk tabloları, karnough

haritaları, boolean ifadeleri ve denklemleri kullanılarak istenilen çıkışların lojik kapılar ile devre

tasarımı yapılarak elde edilebileceği görülmüştür. Bu elde edilen devre tasarımımızın isis simülasyonu

ile karşılaştırarak bir nevi devremizin sağlaması yapılmıştır. Bu devrede tek display çıkış vardır. Biz bu

devremizde iki basamaklı, üç basamaklı… gibi sayılar görmek istiyorsak birden fazla display

kullanarak devremizi geliştiribilirz.

Sayısal Devreler, Uygulama Projesi 2016

KAYNAKÇA

1. Dijital elektronik (Mustafa Yağımlı-Feyzi Akar)

2. Mantık devreleri (Hüseyin Ekiz)

3. http://www.direnc.net/

4. tr.wikipedia.org

5. www.youtube.com/channel/UCY5ZA9irqcABWlJCoMzeUTw ( elektronik

derslerim)