BattleDIP: 11 etapas

2025 Autor: John Day | day@howwhatproduce.com. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Criado por: Forbes Ng

Este projeto é uma boa introdução aos circuitos lógicos digitais, pois irá utilizar conceitos básicos da lógica booleana e memória em circuitos. Você usará chips como flip-flop duplo tipo D, porta XNOR Quad de 2 entradas e porta E dupla de 4 entradas que estão disponíveis na série 7400 em lógica TTL e CMOS ou também na série 4000. Seguindo princípios semelhantes do jogo clássico, Batalha Naval, este jogo adiciona um elemento de processamento de tempo onde cada jogador precisa descobrir o código do oponente no interruptor DIP antes de descobrir o seu.

Peças de que você vai precisar

8 x flip-flop duplo tipo D:

(74HC74 - ID de Lee: 71439) (74LS74 - ID de Lee: 7255) (4013 - ID de Lee: 7196)

2 x Quad 2 entradas XNOR (Exclusive-NOR) Gate:

(74HC266 - ID de Lee: 71762) (4077- ID de Lee: 7226)

Possíveis alternativas se o chip XNOR não estiver disponível:

2 x Quad 2 entradas XOR (Exclusive-OR) Gate:

(74HC86 - ID de Lee: 71297) (4070 - ID de Lee: 7221)

2 portas do inversor hexadecimal (NÃO):

(74HC04 - ID de Lee: 71684) (74LS04 - ID de Lee: 7241) (4069 - ID de Lee: 7220)

1 x Dual 4-Input AND Gate:

(74HC21 - ID de Lee: 71700) (4082 - ID de Lee: 7230)

• Regulador de tensão 1 x 5V (LM7805 - Lee's ID: 7115)
• 1 x clipe de bateria de 9V (ID de Lee: 6538)
• 1 x bateria de 9V (ID de Lee: 83741)
• 3 x tábuas de pão (ID de Lee: 10686)
• 4 x interruptor de aderência (ID de Lee: 3122)
• 4 x chave DIP de 4 posições (ID de Lee: 367)
• 32 x 10K Ω Resistores 1 / 4W (Lee ID: 9284)
• 16 x resistores 1K Ω 1 / 4W (ID de Lee: 9190)
• 6 x 110 Ω resistores 1 / 4W (Lee ID: 9102)
• 3 LEDs vermelhos de 5 mm (ID de Lee: 549)
• 3 LEDs verdes de 5 mm (ID de Lee: 550)
• Fios Sólidos (ID de Lee: 2249)
• Jumper Cables (Lee's ID: 21802)

Etapa 1: Configurando a fonte de alimentação

Coloque o regulador de tensão (7805) no lugar. Coloque o fio vermelho do clipe da bateria de 9 V na mesma coluna do pino 1 e conecte o fio preto na mesma coluna do pino dois. Pegue um fio sólido e conecte o pino 3 ao barramento de alimentação e outro fio sólido para conectar o pino 2 e o fio preto do clipe da bateria ao barramento de aterramento

Etapa 2: Estabeleça um "Relógio"

Dependeremos do ciclo de clock do Flip Flop para "definir" nosso padrão de chave DIP e "adivinhar" o de nosso oponente. Coloque um interruptor de tacha ao lado do regulador de tensão no suporte DIP. Use um sólido para conectar o barramento de alimentação ao pino superior esquerdo do interruptor de aderência. Pegue um resistor de 110Ω e conecte do pino esquerdo inferior do interruptor de aderência de volta à metade superior da placa de ensaio. Coloque um LED com a perna mais longa do resistor de 110Ω no trilho de aterramento com a perna mais curta. Este será o nosso gatilho para o relógio. Para salvar nosso código na chave dip, o relógio precisa ser acionado para que o flip-flop se lembre dele. O LED atuará como uma luz indicadora para cada ciclo de clock.

Etapa 3: Configurando o DIP Switch

Coloque uma chave DIP à direita da chave de aderência. Para configurar a chave DIP, pegue 4 fios sólidos e conecte cada um dos pinos inferiores ao barramento de alimentação inferior. Pegue 4 1kΩ's e conecte os 4 pinos superiores da chave DIP ao trilho de aterramento superior como resistores de pull up. Deixe 1-2 linhas entre os resistores e o interruptor DIP

Etapa 4: configurar os flip-flops D

Coloque 2 chips Flip-Flops Dual D-Type (74HC74 / 74LS74 / 4013) próximos um do outro à direita da chave DIP. Pegue os fios sólidos e conecte o pino 14 (Vcc) ao barramento de alimentação superior e o pino 7 (GND) ao barramento de aterramento inferior para os dois flip-flops. Use resistores de 10K Ω para conectar os pinos 1, 4, 10 e 13 aos trilhos de alimentação para conectar a entrada direta set-direct assíncrona do flip-flop D e entrada direta de reset assíncrona em cada chip

Etapa 5: conecte os flip-flops D ao interruptor DIP e ao interruptor tack

Conecte o pino 2 do chip 74HC74 mais à esquerda ao pino superior 1 no interruptor DIP e o pino 2 do chip mais à direita ao pino superior 3. Conecte o pino 12 do chip 74HC74 mais à esquerda ao pino 3 superior no interruptor DIP e o pino 12 do chip mais à direita ao pino superior 4

Conecte os pinos 3 e 11 em ambos os chips à mesma coluna do pino superior direito do interruptor de aderência

Etapa 6: construir os outros 3 conjuntos

Agora que temos um conjunto, precisaremos fazer os outros 3 para que cada jogador tenha um conjunto para definir seu padrão e o outro para adivinhar o do adversário. Você pode fazer isso executando as etapas 2 a 8 novamente, mas você pode querer mudar as cores do LED para o outro conjunto.

Etapa 7: para outra placa de ensaio

Agora que temos 4 conjuntos separados, usaremos os 2 chips XNOR Dual de 2 entradas (74HC266 / 74LS266 / 4077) para fazer a correspondência e o chip AND de 4 entradas (74HC21 / 74LS21 / 40) para garantir que todos os 4 posições são verdadeiras. Comece colocando todos os 3 chips em outra placa de ensaio e conecte o pino 14 (Vcc) ao barramento de alimentação superior e o pino 7 (GND) ao barramento de aterramento inferior. Agora coloque um cabo jumper nos pinos 5 e 9 para cada 74HC74 (todos os 8 D-flip-flops)

Etapa 8: Conectando o Chip XNOR Quad de 2 entradas ao Chip AND Dual de 4 entradas

Conecte os pinos de saída de cada chip XNOR Quad 2-input, 74HC266 (pinos 3, 4, 10, 11), aos pinos de entrada do chip AND Dual 4-input, 74HC32 (pinos 1, 2, 4, 5 para um Chip XNOR, pinos 9, 10, 12, 13 para o outro chip XNOR), usando fio sólido. Pegue um resistor de 110Ω e conecte os pinos 6 e 8 à sua própria fileira na placa de ensaio, respectivamente. Conecte um LED da respectiva cor com a perna mais longa do resistor de 110Ω ao trilho de aterramento com a perna mais curta. O LED atuará como uma luz indicadora quando o código da chave DIP for adivinhado corretamente.

Etapa 9: amarrando tudo junto

A próxima parte é crucial. Pegue o fio do jumper que já está no pino 5 de um chip 74HC74 ao lado da chave DIP e o mesmo fio do jumper na unidade adjacente e coloque-o nos pinos 1 e 2 do 74HC266. O que você deve ter agora é a saída do D Flip Flop que está conectado à primeira posição da chave DIP em duas unidades passando pelo mesmo portão XNOR. Isso é projetado de forma que o portão só gere um verdadeiro quando essa posição para ambas as unidades estiver na posição ligada ou na posição desligada. Faça o mesmo para os fios do jumper no pino 9 do chip 74HC74 para as mesmas duas unidades e coloque-o nos pinos 5 e 6 do 74HC266. Passando para o 74HC74 mais distante da chave DIP, coloque os fios do jumper no pino 5 do chip 74HC74 para as mesmas duas unidades e coloque-os nos pinos 12 e 13 do 74HC266. Podemos finalmente terminar colocando o pino 9 do mesmo chip para ambas as unidades nos pinos 8 e 9. Você precisará fazer o mesmo para os outros dois conjuntos.

Etapa 10: toques finais

Por fim, conecte os trilhos de alimentação e aterramento das outras duas placas de ensaio àquela com o regulador de tensão.