단순 콤비네이션 자물쇠

부품 및 재료

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4001 쿼드 NOR 게이트(Radio Shack 카탈로그 번호 276-2401)

4070 쿼드 XOR 게이트(Radio Shack 카탈로그 번호 900-6906)

2개의 8위치 DIP 스위치(Radio Shack 카탈로그 번호 275-1301)

발광 다이오드 2개(Radio Shack 카탈로그 # 276-026 또는 동급)

4개의 1N914 "스위칭" 다이오드(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1122)

10kΩ 저항기 10개

470Ω 저항 2개

푸시버튼 스위치, 평상시 열림(Radio Shack 카탈로그 번호 275-1556)

6볼트 배터리 2개

주의! 4001 및 4070 IC는 모두 CMOS이므로 정전기에 민감합니다!

이 실험은 하나의 8-포지션 DIP 스위치만 사용하여 구축할 수 있지만 두 개의 스위치 어셈블리를 사용하면 개념을 더 쉽게 이해할 수 있습니다. 아이디어는 하나의 스위치는 잠금을 해제하기 위한 올바른 코드를 유지하는 역할을 하고 다른 스위치는 잠금을 열려고 하는 사람을 위한 데이터 진입점 역할을 한다는 것입니다.

물론 실제 생활에서 "키" 코드가 설정된 스위치 어셈블리는 자물쇠를 여는 사람의 시야에서 숨겨야 합니다. 즉, 물리적으로 다른 곳에 있어야 합니다. 데이터 입력 스위치 어셈블리가 있는 곳에서. 이를 위해서는 두 개의 스위치 어셈블리가 필요합니다.

그러나 이 개념을 명확하게 이해하면 데이터 입력을 위해 왼쪽 4개 스위치를 사용하고 "키" 코드를 유지하기 위해 오른쪽 4개 스위치를 사용하여 단 하나의 8위치 스위치로 작동 회로를 구축할 수 있습니다.

추가 효과를 위해 LED의 다른 색상을 선택하십시오. "진행"은 녹색, "안됨"은 빨간색입니다.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 4권, 3장:"논리 게이트"

학습 목표

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XOR 게이트를 비트 비교기로 사용하려면

다이오드와 풀업/다운 저항으로 간단한 게이트 기능을 구축하는 방법

NOR 게이트를 제어 인버터로 사용

개략도

그림

지침

이 회로는 XOR(Exclusive-OR) 게이트를 비트 비교기로 사용하는 방법을 보여줍니다. 이 XOR 게이트 중 4개는 2개의 4비트 이진수의 각 비트를 비교하며, 각 숫자는 스위치 세트를 통해 회로에 "입력"됩니다. 두 숫자가 비트 단위로 일치하면 "Enter" 푸시 버튼 스위치를 누르면 녹색 "Go" LED가 켜집니다. 두 숫자가 정확히 일치하지 않으면 "Enter" 푸시버튼을 눌렀을 때 빨간색 "No go" LED가 켜집니다.

4비트는 16가지 가능한 조합을 제공하기 때문에 이 잠금 회로는 그다지 정교하지 않습니다. 가정 보안 시스템과 같은 실제 응용 프로그램에서 사용되는 경우 "No go" 출력은 일종의 사이렌 또는 기타 경보 장치에 연결되어 잘못된 코드 입력으로 인해 권한이 없는 사람이 시도하는 것을 방지해야 합니다. 다른 코드 입력.

그렇지 않으면 올바른 조합을 찾을 때까지 모든 조합(0000에서 1111까지)을 시도하는 데 많은 시간이 걸리지 않습니다! 이 실험에서는 이 회로를 실제 보안 시스템이나 잠금 메커니즘에 적용하는 방법을 설명하지 않고 미리 입력된 코드를 인식하도록 하는 방법만 설명합니다.

데이터 입력 스위치 배열에서 일치해야 하는 "키" 코드는 물론 보기에서 숨겨야 합니다. 이것이 실제 보안 시스템의 일부라면 데이터 입력 스위치 어셈블리는 외부에 위치할 것입니다. 도어와 키 코드 스위치 어셈블리 뒤 나머지 회로가 있는 문입니다.

이 실험에서는 두 개의 다른 브레드보드에서 두 개의 스위치 어셈블리를 찾을 수 있지만 단일(8위치) DIP 스위치 어셈블리를 사용하여 회로를 구축하는 것은 전적으로 가능합니다. 다시 말하지만, 실험의 목적은 실제 보안 시스템을 만드는 것이 아니라 단지 XOR 게이트 코드 비교의 원리를 소개하는 것입니다.

입력 신호가 아닌 경우 "하이"(1) 신호를 출력하는 것이 XOR 게이트의 특성입니다. 동일한 논리 상태. 4개의 XOR 게이트의 출력 단자는 4개의 입력 OR 게이트로 작동하는 다이오드 네트워크를 통해 연결됩니다. any 4개의 XOR 게이트 중 입력된 코드와 키 코드가 동일하지 않음을 나타내는 "하이" 신호가 출력되면 "하이" 신호가 NOR 게이트 로직으로 전달됩니다.

두 개의 4비트 코드가 동일하면 XOR 게이트 출력이 "하이"가 되지 않고 다이오드의 공통 측면에 연결된 풀다운 저항이 NOR 논리에 "로우" 신호 상태를 제공합니다.

NOR 게이트 로직은 간단한 작업을 수행합니다. "Enter" 푸시버튼을 누르지 않으면 LED 중 하나가 켜지는 것을 방지합니다. 이 푸시버튼을 눌렀을 때만 LED 중 하나가 활성화될 수 있습니다. Enter 스위치를 누르고 XOR 출력이 모두 "낮음"이면 "이동" LED가 켜져 올바른 코드가 입력되었음을 나타냅니다.

Enter 스위치를 누르고 XOR 출력 중 하나라도 "high"이면 "No go" LED가 켜지면서 잘못된 코드가 입력되었음을 나타냅니다. 다시 말하지만, 이것이 실제 보안 시스템이라면 승인되지 않은 사람이 시행착오를 통해 올바른 코드를 발견하지 못하도록 "No go" 출력이 수행되도록 하는 것이 현명할 것입니다. 즉, 일종의 벌칙이 있어야 합니다. 잘못된 코드를 입력하기 위해. 당신의 상상력이 이 디테일의 디자인을 이끌도록 하십시오!

관련 워크시트:

<울> <리>

CMOS 논리 게이트 워크시트