74HC00 Inbetriebnahme und Wahrheitstabelle

In diesem ersten Tutorial nehmen Sie den 74HC00 Baustein in Betrieb und vermessen die Wahrheitstabelle. Sie lernen das ZIF (Zero-Insertion-Force) Board, das Multimeter und das Netzteil kennen. Zurück zur Themenübersicht

Der 74HC00 Baustein enthält vier NAND Gatter mit jeweils zwei Eingängen. Nehmen Sie den Baustein in Betrieb und vermessen Sie die Wahrheitstabelle mit dem Multimeter.

Beantworten Sie anhand des Datenblatts des 74HC00 Bausteins folgende Fragen

1. Was ist eine geeignete Betriebsspannung für den Betrieb des Bausteins?
2. An welchem Pin muss der Pluspol der Betriebsspannung angeschlossen werden?
3. Was ist bei einer Betriebsspannung von 3,3V ein geeigneter Spannungspegel für eine logische 1?
4. Was ist bei einer Betriebsspannung von 3,3V ein geeigneter Spannungspegel für eine logische 0?
5. Wie kann man die Wahrheitstabelle des NAND Gates 1 mit den Eingängen 1A und 1B vermessen?
6. Wie kann man aus einem NAND Gatter einen Inverter bauen? Zeichnen Sie ein Schaltbild.
7. Skizzieren Sie die Reihenschaltung von vier Invertern, die aus NAND Gattern aufgebaut sind.
8. Wenn am Eingang der Inverterkette eine 0 ist, was erwarten Sie dann am Ausgang der Inverterkette?
9. Im Labor verwenden wir das 14 Pin Plastic Dual-In-Line (PDIP) Package. Welchen Abstand haben die Pins untereinander?

Für die folgenden Messungen benötigen Sie

• Das ZIF Board
• Einen 74HC00 Baustein
• Kabel
• Netzteil
• Multimeter

Das ZIF Board hat vier Steckplätze. Die Anschlüsse der ICs sind auf Buchsen geführt.

Abb. 1: ZIF Board von oben

In Abbildung 1 sieht man das Board von oben. Jeweils zwei kleine Buchsen sind an jedem Pin der Bausteine.

Abb. 2: ZIF Board von unten

Auf der Rückseite des ZIF Boards in Abbildung 2 kann man den Kondensator sehen, der zwischen der +5V und GND Leitung liegt.

• Stellen Sie am Netzgerät eine Spannung ein, die als Betriebsspannung für den Baustein geeignet ist.
• Messen Sie mit dem Multimeter die Betriebsspannung.
• Legen Sie die Eingänge der Gatter 2, 3 und 4 auf Masse.
• Schliessen Sie die Betriebsspannung an den Baustein an.
• Legen Sie die Eingänge von Gatter 1 auf einen High- oder Lowpegel.
• Messen Sie mit dem Multimeter den Spannungspegel am Ausgang des Gatters.
• Überprüfen Sie alle möglichen Eingangskombinationen und stellen Sie so die Wahrheitstabelle des Gatters auf. Notieren Sie jeweils die gemessene Ausgangsspannung.
• Vergleichen Sie Ihre Messungen mit dem Datenblatt und beurteilen Sie ob das NAND Gatter erwartungsgemäß funktioniert.

Ab welcher Spannung wird die Eingangsspannung als 1 bewertet?

• Legen Sie den Eingang 1A permanent auf die Betriebsspannung
• Finden Sie heraus ab welchem Spannungspegel am Eingang 1B der Eingang als 1 bewertet wird
• Vergleichen Sie ihr Ergebnis mit den Werten im Datenblatt

• Verschalten Sie die vier NAND Gatter als Kette von Invertern
• Legen Sie an den Eingang der Inverterkette eine 0 und eine 1
• Messen Sie die Spannung am Ausgang des letzten Inverters der Inverterkette
• Beurteilen Sie ob die Inverterkette erwartungsgemäß funktioniert