Komplexe Logikschaltungen

5.13. Komplexe Logikschaltungen

Letztmalig dran rumgefummelt: 23.03.25 10:00:16

Die beiden Hunde veritas und falsitas jagen den Hasen problema, die Logik eilt mit dem Schwert syllogismus bewaffnet hinterher. Links unten Parmenides, mit dem die logische Argumentation Einzug in die Philosophie hielt, in einer Höhle.

0. Logik - wie geht das überhaupt auf einer Maschine?
1. Logikschaltungen mit Transistoren
2. Logikschaltungen mit dem Digital-Entwicklungs-Board DEB 100 von ELV 2019
3. Prototypenadapter 1, 2 und 3
4. ???
5. ???
6. ???
7. Verwandte Themen

die Elektronikseiten

Logik komplex

inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)

Informatik-Profi-Wissen

... zur Projektseite aller Teilnehmer 2019

Logische Grundfunktionen

komplexe Logiken

Schaltungen mit IC's
Download als CorelDraw11.0-Datei

Smart Car Kit V 2.0 for ARDUINO

0. Logik - wie geht das überhaupt auf einer Maschine?

Logik geht natürlich als erstes im Kopf (die de Morgan'schen Theoreme zeigen das) - und der Hammer ist, dass wir genau diese "Denkstrukturen" mehr oder weniger erfolgreich versuchen auf Maschinen zu übertragen. Die theoretische Basis liefern dann die Bool'sche Aussagenlogik und Gottfried Wilhelm Leibnitz hat das alles in Mathematik gegossen - Brook Taylor hat alle, auch die hochkomplexen mathematischen Verfahren auf eine Addition zurück geführt und somit für den Computer überhaupt erst möglich gemacht. Die mechanischen Rechenmaschinen haben es uns vorgemacht. Die Rechenpfennige von Adam Ries zählen hier nicht - das waren keine Übertragungen des Vorganges "Rechnen" auf eine Maschine - man kann sich alles, was als Ablauf geschieht nur besser merken - ein Schmierzettel würde dies aus heutiger Sicht auch tun!

... hier geht's zum elektronischen Rechnen ...

... der Abakus

Staffelwalzen nach Wilhelm Schickard

Logikbleche nach Konrad Zuse

Logik mit Relais

Röhren als logische Schalter

Transistoren als logische Schalter

Schalkreise sind nichts weiter als sehr kleine und daher komplexe "Transistor-Lösungen"

werden Logiken komplex - dann evtl. so: SPL - Speicher Programmierbare Logik

EPROM-Logik

... der Abakus

Wilhelm Schickhard

ZUSE-Bleche 2019 - ein Projekt mit Michael Krasselt

... hier wird ein Projekt aus dem Schuljahr 2012/13 weiter verfolgt ...

Logikschaltungen mit Relais - die hohe Schule

Röhrenschaltungen

der Transistor interessiert in der Digitaltechnik vor allem als Schalter - seine Verstärkerwirkung wird einfach auf empirischer Ebene unter Auslotung der zulässigen Maximalwerte "eingesetzt"

integrierte Schaltkreise

logische Arrays

... es sind Jahre vergangen - aber manchmal gibt's eben doch ein gutes Ende

1. Logikschaltungen mit Relais

Abgelöst wurden die langsamen sowie unzuverlässigen Relais als Zwischenlösung durch die sehr viel schnelleren, aber auch stromfressenden Röhren. Rechner wurden wieder größer und viel wärmer - aber die Rechenleistung steigerte sich enorm

... Gesamtübersicht der Logikschaltungen

AND-Logik

NOT-Logik

NAND-Logik

AND-Logik auf Transistorbasis mit Bedienung

Dowwnload des Originalschaltplanes

OR-Logik auf Transistorbasis mit Bedienung

Dowwnload des Originalschaltplanes

NOT-Logik auf Transistorbasis mit Bedienung

Dowwnload des Originalschaltplanes

2. Logikschaltungen mit dem Digital-Entwicklungs-Board DEB 100 von ELV 2019

Einfache Logik in ihren 5 Grundformen - aber auch Elemente zur Auswertung von Impulsen, welche aus dieser erstehen - digital generierte Zähl- oder Analog-Eingangsgrößen können ausgewertet werden. Dazu ist auch ein entsprechender kleiner stufenweise skalierbarer Impulsgeber mit an Bord. Grundkenntnisse der logischen Algebra werden vorausgesetzt - nur dann wird es ein effizientes Lehr- und Lernwerkzeug. Wir haben es ergo mit einem komplexen AD/DA-Wandler zu tun. Der Aufbau der Platinen setzt elektronische Grundkenntnisse voraus.

... wir schreiben das Jahr 1984 - mit dem wenigen Geld für eine Arbeitsgemeinschaft haben wir mittels Grundschaltkreisen (D100) für mörderische Preise an der damaligen Karl-Marx-Oberschule in Flöha im Werkraum das Gleiche auf dem damals möglichen Niveau gebaut. Telefonbuchsen sowie Leuchtdioden haben vergleichsweise ein kleines Vermögen gekostet - an Treiber, Zähler oder Schieberegister war nicht zu denken - die Verstärkung haben die guten SC236 übernommen. Die meiseten Bauelemnete ware nur extrem schwer und wenn, dann zu unverschämten Preisen zu beschaffen. Vom Leistungsbedarf der damals letztendlich doch funktionierenden Platine, welche bereits den Aufbau verschiedener Flip-Flop sowie ein Zwei-Bit-Schieberegister zuließ, reden wir hier nicht - wir haben damals ein Ladegerät für Autobatterien verwendet ;-)

... sollte man zuerst anschauen und dann löten (hab' ich leider nicht so gemacht!)

... einleitende Bemerkungen

Gesamtansicht

... da die Eingänge von CMOS-IC auf definiertem Potential liegen müssen, sind diese auf dem Board mit 100 kΩ vorgespannt - im Einzelnen:

die 6 Eingänge der Negatoren CD4069 mittels 1 MΩ auf logisches "L" gezogen
die 8 Eingänge der NAND-Gates CD4011 mittels 100 kΩ auf logisches "L" gezogen
CLOCK, ENABLE sowie RESET des CD4017 mittels 100 kΩ auf logisches "L" gezogen
alle Freigabe- sowie RESET-Eingänge sind so vordefiniert, dass für die Vorwätszäl-Funktion bzw. die Frequenzteilung lediglich das Taktsignal angelegt werden muss
der Piezo-Buzzer muss eine Signalseite mit +5V (+UB) angeschlossen sein
die Digiteingänge (jeweils A bis D) der beiden Decoder CD4543 sind standardmäßig mit L vorgespannt - sie werden also in die Ausgangs-Auswertung der beiden Zähler CD4510 nicht mit einbezogen

... die Quarz-Takt Grundfrequenz beträgt 4,194304 MHz - nach der Vierzehnfachteilung liegt am letzten Ausgang des CD4060 (Q14) exakt eine Freuquenz von 256 Hz an.

*... Gesamtdokumentation*
*Bau- und Bedienungsanleitung - Service*	*Bausatz-Infos*	*Logische Grundfunktionen*	Generierung logischer Eingangspegel	Generierung logischer Eingangspegel	*NAND-Logik mit CD4011*
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*Inverter-Logik mit CD4069*	*D-Flip-Flop CD4013*	*Dezimalzähler CD4017*	*Dezimalzähler CD4017*	*12-stufiger Binärzähler CD4040*	*12-stufiger Binärzähler CD4040*
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*12-stufiger Binärzähler mit Oszillator CD4060*	*12-stufiger Binärzähler mit Oszillator CD4060*	*12-stufiger Binärzähler mit Oszillator CD4060*	*Dezimalzähler CD4510*	*BCD-zu-Sieben-Segment-Decoder mit Input Latch CD4543*	*BCD-zu-Sieben-Segment-Decoder mit Input Latch CD4543*
Seite 13	Seite 14	Seite 15	Seite 16	Seite 17	Seite 18
*BCD-zu-Sieben-Segment-Decoder mit Input Latch CD4543*	*Piezo-Signalgeber*	*Schalt- und Bestückungsplan*	*Hinweise zur Inbetriebnahme*	*Stromversorgung*	*Bauelementeliste*
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*Schaltplan Blitzentfernungsmesser*	*Anwendungsbeispiel Blitzentfernungsmesser*	*Anwendungsbeispiel Blitzentfernungsmesser*	*Technischer Support*
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... auf der Basis-Platine eingesetzte CMOS-Bauelemente

Vier mal Zwei-Eingangs-NAND - CD4011

Zwei unabhängige D-Flip-Flop - CD4013

Decaden-Zähler CD4017

Zwölfstufiger Frequenzteiler CD4040

Vierzehnstufiger Frequenzteiler CD4060

Sechsfach Inverter CD4069

Datenblatt CD4011

Datenblatt CD4013

Datenblatt CD4017

Datenblatt CD4040

Datenblatt CD4060

Datenblatt CD4069

Vorwärts/Rückwärts-Zähler CD4510

BCD zu Siebensegment-Decoder CD4543

Datenblatt CD4510

Datenblatt CD4543

... besondere Zusatz-Bauelemente

Bidirektionales 8-Bit Parallel/Seriell Rechts/Links-Schiebergister CD4034

Datenblatt CD4034

3. Prototypenadapter 1, 2 und 3

Bei Aufbauten von Schaltungen auf Breadboards machen IC's und andere im Zehntel-Zollraster angeordnete Bauelemente keine Probleme, aber alle anderen die davon abweichen schon. Und genau die werden durch die nachfolgend aufgezeigten Adapter-Kombinationen auf Pinraster gebracht und so schnell einsatzfähig.

Prototypenadapter 1- Ansicht fertig

Prototypenadapter 1 - Ansicht Strom- Verteilerschiene

Prototypenadapter 1 - Ansicht Bauelemente-Auswahl

Ansicht des Gesamtsystems

Prototypenadapter 2- Ansicht fertig

Prototypenadapter 2 - Ansicht Strom- Verteilerschiene

Prototypenadapter 2 - Ansicht Bauelemente-Auswahl

Ansicht des Gesamtsystems

4. Widerstandsmessung direkt und indirekt

	Elektrische Meßtechnik - ein Kapitel für sich. Wie kann ich ermitteln, was wirklich für Ströme fließen, welche Spannungen wirklich anliegen, welche Leistung effektiv aufgenommen wird?

7. Verwandte Themen

... Logik ist das Generalthema - da läuft aber Vieles zusammen - man könnte glatt geneigt sein zu sagen: ... das gesamte rein logische Denken (... worunter der gewöhnlich sterbliche etwas ganz anderes versteht!), kommt hier zum Tragen.

*Praktischer Entwurf von Logikschaltungen*	*Schaltungen mit IC's*	*Installation von Logikschaltungen*	komplexe Logiken	*Logikfunktionen und technologische Fertigungsverfahren*
Transistor-Schaltungen	*Beschreibung des Eingangssignalverhaltens für die Party-Aufgabe*	Übersicht der logischen Grundfunktionen	*TTL-Liste*	*zur CMOS-Liste*
EPROM-Logik	ROM-Logik	1 aus n-Decoder	Bool'sches Aussagenkalkül	Multiplexer
logische Arrays	*de Morgan'schen Theoreme*	*Karnaugh-Veitch-Tafeln*	*McClusky - Zusammenfasung*	*ZUSE-Bleche 2019 - ein Projekt mit Michael Krasselt*
Schaltkreis-Optimierung

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... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehmen ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

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