การทดลองที่ 2.2 การสร้างลอจิกเกตพื้นฐานโดยใช้ไอซี 74HCT00

วัตถุประสงค์

•  ฝึกต่อวงจรโดยใช้ไอซีลอจิก 74HCT00 บนเบรดบอร์ด
• สร้างลอจิกเกตพื้นฐาน เช่น เกต OR AND และ NOR หรือตามฟังก์ชันบูลีนที่กำหนดให้ โดยใช้ลอจิกเกต NAND ที่มีอยู่ในไอซี 74HCT00
• ต่อวงจรปุ่มกดเพื่อใช้เป็นอินพุต และต่อวงจรไดโอดเปล่งแสงพร้อมตัวต้านทานเพื่อใช้เป็นเอาต์พุตสำหรับลอจิกเกต

รายการอุปกรณ์
แผงต่อวงจร (เบรดบอร์ด) 1 อัน
ไอซี 74HCT00 1 ตัว

ปุ่มกดแบบสี่ขา 2 ตัว

ไดโอดเปล่งแสงขนาด 5 มม. 1 ตัว

ตัวต้านทาน 10kΩ 2 ตัว

ตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω 1 ตัว

สายไฟสำหรับต่อวงจร 1 ชุด
แหล่งจ่ายควบคุมแรงดัน 1 ชุด

ขั้นตอนการทดลอง
1. ออกแบบและวาดผังวงจร สำหรับสร้างลอจิกเกตที่มีอินพุตสองขาและเอาต์พุตหนึ่งขา โดยใช้ไอซี
74HCT00 เพียงตัวเดียวเท่านั้น โดยแบ่งเป็นสามกรณี ได้แก่ AND OR และ NOR พร้อมวงจรปุ่มกด
ที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Up จำนวน 2 ชุด (SW1 และ SW2) สำหรับขาอินพุตทั้งสองของ
ลอจิกเกต และวงจรไดโอดเปล่งแสง (LED1) พร้อมตัวต้านทาน 330Ω หรือ 470Ω เพื่อใช้แสดง
สถานะสำหรับเอาต์พุต
2. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต AND และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ
SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
3. สร้างอินพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.1.1
รูปแบบการต่อวงจร

4. ยกเลิกการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด
5. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต OR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ
SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต

รูปแบบการต่อวงจร

6. สร้างอินพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.1.2
7. ยกเลิกการต่อวงจรบนเบรดบอร์ด
8. ต่อวงจรบนเบรดบอร์ดตามที่ได้ออกแบบไว้ เพื่อสร้างลอจิกเกต NOR และมีวงจรปุ่มกด SW1 และ
SW2 เพื่อใช้เป็นอินพุต และวงจรไดโอดเปล่งแสง LED1 เพื่อใช้แสดงสถานะสำหรับเอาต์พุต
รูปแบบการต่อวงจร

9. สร้างอินพุตทั้งสองขาของลอจิกเกต ให้ครบ 4 กรณี แล้วสังเกตผลที่ได้ บันทึกผลลงในตารางที่ 2.1.3

คำถามท้ายการทดลอง
1. จากผลการทดลองต่อวงจรสำหรับสร้างลอจิกเกต AND OR และ NOR ตามลำดับ เป็นไปตามตาราง
ค่าความจริงสำหรับลอจิกเกตดังกล่าวหรือไม่ จงอธิบาย
ตอบ เป็นไปตามตารางค่าความจริงสำหรับลอจิกเกต ในการทดลองต่อวงจรแบบ Pull-up เมื่อเวลากดจะได้ลอจิกเป็น 0 ไม่กดจะได้ลอจิกเป็น 1 
-ลอจิกเกต AND ตามตาราง ไม่กด(1) ไม่กด(1) ไดโอตเปล่งแสงติด(1) ซึ่งตรงกับตารางค่าความจริง
-ลอจิกเกต OR    ตามตาราง  กด(0)     กด(0)     ไดโอตเปล่งแสงดับ(0) ซึ่งตรงกับตารางค่าความจริง
-ลอจิกเกต NOR ตามตาราง  กด(0)     กด(0)     ไดโอตเปล่งแสงติด(1) ซึ่งตรงกับตารางค่าความจริง

2. เมื่อต่อวงจรปุ่มกดที่มีตัวต้านทาน 10kΩ แบบ Pull-Down (แทน Pull-Up) เพื่อสร้างสัญญาณอินพุต
ให้ลอจิกเกต จะให้ผลแตกต่างจากที่ได้ทดลองไปหรือไม่ จงอธิบาย 
ตอบ ผลที่ได้จะตรงข้ามกันในส่วนที่เป็นของ สวิตช์ตัวที่ 1 กด สวิตซ์ตัวที่ 2 กด และสวิตช์ตัวที่ 1 ไม่กด สวิตซ์ตัวที่ 2 ไม่กด จะสลับกัน เพราะว่า การต่อแบบ Pull-Up เมื่อกดสวิตซ์ (SW1,SW2) จะได้ลอจิกเป็น 0 ไม่กดลอจิกจะเป็น 1 ซึ่งจะตรงข้ามกัน การต่อแบบ Pull-Down เมื่อกดสวิตซ์ (SW1,SW2) จะได้ลอจิกเป็น 1 ไม่กดลอจิกจะเป็น 0

3. ถ้าจะสร้างวงจรตรรกะตามฟังก์ชันบูลีน 0 = A•C' + B•Cโดยใช้ไอซี 74HCT00 เท่านั้น
จะต้องออกแบบอย่างไร (ให้วาดรูปผังวงจร)
ตอบ