使用IC 7400与非门的简单电路

在本文中，我们将讨论使用来自IC 7400，IC 7413，IC 4011和IC 4093等IC的NAND门建造的许多什锦的电路思路。

IC 7400、IC 7413规格

icsc 7400和7413是14引脚DIL集成电路，或“14引脚双In Line集成电路”，其中引脚14是正电源V+，引脚7是负的，接地或0v引脚。

为简单起见，图中未显示引脚14和7的电源输入，但建议不要忘记连接这些引脚，否则电路将无法工作！

所有电路均使用4.5 V或6 V直流电源工作，但典型电压可能为5 V。电源驱动的5V稳压电源可通过多种选择获得。

7400的4扇门与它们的规格完全相同:

• 门A引脚1,2输入，引脚3输出
• 栅极B引脚4,5输入，引脚6输出
• 栅极C针脚10、9输入、针脚8输出
• 栅极D针脚13、12输入、针脚11输出

你可能会发现一个特定的电路表明一个振荡器应用门a和B，然而这也意味着同样可以设计使用门a和C, B和C或C和D也没有任何问题。

图1展示了7400集成电路的逻辑电路。图2展示了一个门的逻辑符号表示，每个门通常是一个“2输入与非门”。

图3显示了带有单独门的内部配置。7400是一个TTL逻辑集成电路，这意味着它使用“晶体管-晶体管-逻辑”来工作。每一个栅极使用4个晶体管，每7400个晶体管由4 × 4= 16个晶体管组成。

逻辑门包括一对状态，取决于二进制系统，1或“高”通常4伏，以及0（零）或“低”通常为0伏。如果不使用门终端。这可以对应于1个输入。

意味着打开的门销处于“高”电平。当栅极输入引脚与接地或0伏线路连接时，输入随后变为0或逻辑低。

当两个输入（和功能）处于逻辑1时，NAND门实际上是“不是和”门的混合，输出是不是1的不栅极输出。

ONT门的输出将响应于1个输入信号或+电源输入而0V，否则输出将在输入处于+电源级别时为逻辑零。

对于与非门，当两个输入均为逻辑0时，输出变为逻辑1，这与非门响应完全相同。当输入保持为0时，可能很难准确理解为什么输出为1，反之亦然。

可以这样解释

为了状态的切换，必须有一个AND函数，即每个输入必须转换为状态的切换。

This solely happens when the two inputs switch through 0 to 1. The 7400 gates are 2 input NAND gates however 3 input NAND gates 7410 I.C., 4 input NAND gates 7420 and also an 8 input NAND gate 7430 can be also procured easily from the market.

关于7430，只有当8个输入中的每一个为1或0时，其8个输入门才会切换状态。

当7430的8个输入为1,1,1,1,1,1,0时，输出将继续为1.只要所有8个输入都没有相同的逻辑，不会发生状态的变化．

但一旦最后一个输入从0变为1，输出就从1变为0。导致“状态变化”的技术是理解逻辑电路功能的一个关键方面。

逻辑IC的引脚数通常为14或16。7400由4个NAND门组成，每个门有2个输入脚和1个输出脚，还有一对用于电源输入的脚，脚14和脚7。

IC 7400系列

7400系列的其他成员可能带有更多的输入引脚，如3输入与非门，4输入与非门和8输入与非门，每个门具有更多的输入组合选项。例如，IC 7410是3输入与非门或“Triple 3输入与非门”的变体。

IC 7420是4输入与非门的变体，也称为“双4输入与非门”，而IC 7430是具有8输入的成员，称为8输入与非门。

基本与非门连接

虽然IC 7400只具有与非门，但可以用多种方式连接与非门。

这允许我们将它们转换为其他形式的门，如：
（1） 反相器或“非”门
（2）一个和门
（3） 或门
（4） 北门。

IC 7402类似于7400，虽然是由4个NOR门组成。正如NAND是“NOT + AND”的组合，NOR是“NOT + OR”的混合。

7400是一款适应性极强的IC，可以从《应用指南》中的以下电路范围中找到。

为了帮助您完全掌握NAND门的功能，上面展示了一个真理表对于2个输入的NAND门。

可以对任何逻辑门进行评估等同的真理表。像7430这样的8个输入门的真相表有点复杂。

如何测试与非门

为了检查7400 IC，您可以通过引脚14和7施加电源。将引脚1和2连接到正电源，这将显示输出为0。

接下来，在不改变销2连接的情况下，将引脚1到0伏特连接。这将使输入将成为1,0.这将导致输出变为1，照亮LED。现在简单地，交换引脚1和引脚2连接，使输入变为0,1，这会将输出切换到逻辑1，关闭LED。

在最后一步中，将输入引脚1和2连接至接地或0伏，使输入处于逻辑0、0。这将再次将输出变为逻辑高或1，从而打开LED。LED发光表示逻辑级别为1。

当LED为OFF时，表示逻辑级别为0。可以对B、C和D门进行重复分析。

注：此处证明的每个电路均使用1/4W 5%的电阻器-所有电解电容器的额定电压通常为25V。

如果电路出现故障，您可以查看连接，与针脚连接不正确相比，IC出现故障的可能性很小。下面显示的NAND门的这种连接可能是最基本的，并且只使用7400的一个门就可以工作。

1)非非门

当与非门的输入引脚a相互短路时，电路就像逆变器一样工作，这意味着输出逻辑总是与输入相反。

当栅极的短路输入引脚连接到0V时，输出将变为1，反之亦然。因为“NOT”配置在输入和输出引脚之间提供了相反的响应，因此命名为NOT gate。这句话实际上在技术上是恰当的。

2） 从与非门创建与非门

由于与非门也是一种“非与”门，因此，如果在与非门之后引入“非”门，电路就变成了“非与”门。

负负得正(这个概念在数学概念中也很流行)。电路现在已经成为“与”门如上所示。

3）从NAND盖茨制作或门

如上所示，在每个与非门输入之前插入一个非门将生成一个或门。这通常是一个2输入或门。

4） 从与非门制作与非门

在前面的设计中，我们从与非门创建了OR门。正如上面所示，当我们在OR门之后添加一个额外的非门时，NOR门实际上变成了NOT OR门。

5） 逻辑电平测试仪

该逻辑电平测试电路可通过单个7400与非门创建，作为指示逻辑电平的反相器或非门。两个红色LED用于区分LED 1和LED 2的逻辑电平。

较长的LED引脚将成为LED的阴极或负极引脚。当输入处于逻辑电平1或高电平时，LED 1自然点亮。

作为输出引脚的引脚3与逻辑0处的输入相反，导致LED 2保持关闭。当输入得到逻辑0时，LED 1自然关闭，但由于栅极的相反响应，LED 2现在发光。

6） 双稳态锁存器（S.R.触发器）

该电路利用一对与非门交叉耦合，构成一个S-R双稳态锁存电路。

输出标记为Q和0。Q上方的线表示“不”。2个输出Q和0相互补充。也就是说，当Q达到逻辑级别1时，Q变为0；当Q为0时，Q变为1。

可以通过适当的输入脉冲将电路激活到两个稳定状态中。基本上这允许电路成为“存储器”特征，并将其创建到超容易1位（一个二进制数字）数据存储芯片中。

两个输入被标记为S和R或Set和Reset，因此这个电路通常被称为S.R.F.F. (设置重置触发器)．这种电路非常有用，在许多电路中都有应用。

S-R触发器矩形波发生器

SR触发器电路可以配置成像方波发生器一样工作。如果F.F.被应用一个正弦波，比如说从一个12V的交流变压器，具有最小2伏的峰到峰的范围，输出将响应产生与Vcc电压等值的峰到峰的方波。

可以将这些方波形状完美广场由于极快的上升和下降时间IC。变频器或非门输出喂养R输入结果创建在R和S开关输入互补电路的输入。

8）开关触点弹跳消除器

在该电路中，S-R触发器可被视为开关触点弹跳消除器。

每当开关触点关闭时，通常随后是由于机械应力和压力而迅速地跳动几次。

这主要导致产生杂散尖峰，这可能导致干扰和电路运行不稳定。

上述电路消除了这种可能性。当触点最初闭合时，它锁定电路，因此触点反弹的干扰无法对触发器产生任何影响。

9)手动时钟

这是八号电路的另一种变体。对于像半加法器或其他逻辑电路这样的电路进行实验，确实有必要对电路进行分析，因为它一次只能工作一个脉冲。这可以通过使用手动时钟来实现。

每当交换机切换到孤零零的触发器时会在输出处产生。电路与二进制计数器非常好。每当交换机切换时，允许在电路的防弹功能时允许一次发生单个脉冲，使得能够一次进行一次触发。

10) s-r存储器触发器

该电路采用基本S-R触发器设计。输出由最后输入确定。D表示数据输入。

激活门B和C需要一个“启用”脉冲。Q形成与D相同的逻辑电平，这意味着假定D的值并继续处于这种状态（见图14）。

为了简单起见，没有给出密码。所有5门都是2输入NAND，需要一对7400s。上面的图只是一个逻辑电路，但可以快速地转换成电路图。

这个流线图包含了大量的工作逻辑门具有启用信号可以是来自前面解释的“手动时钟电路”的脉冲。

电路在应用时钟信号时工作，这通常是计算机相关应用的基本原理。上面解释的两个电路可能只使用两个相互连接的7400集成电路。

时钟控制触发器

这实际上是另一种带内存的SR触发器。数据输入由时钟信号控制，通过S-R触发器的输出同样由时钟控制。

这种触发器的工作原理与存储寄存器类似。时钟实际上是脉冲输入和输出运动的主控制器。

12)高速脉冲指示器和检测器

这种特殊的电路是使用S-R触发器设计的，并且习惯于在逻辑电路中感测和显示特定的脉冲。

该脉冲锁存电路，然后将输出施加到逆变器输入，使红色导致焕发发光。

电路继续处于这种特殊状态，直到通过切换开关消除单极开关、复位开关．

13）“Snap！”指标

这个电路显示了如何以另一种方式使用S-R触发器。在这里,两个人字拖通过7个与非门合并。

该电路的基本理论是S-R触发器和抑制线的应用。SI和S2形成控制触发器的交换机。

触发器锁存所关注的LED开关和互补触发器的那一刻，防止了锁定。当交换机采用按钮的形式时，释放按钮会导致电路的重置。使用的二极管是0A91或任何其他将以如1N4148。

• 门A, B, C形成S1和LED 1的舞台。
• D、E、F门构成S2和led2的舞台。
• 门G确认抑制线和抑制线像互补对一样工作。

14)低频音频振荡器

该电路采用两个与非门作为逆变器连接并交叉耦合形成一个稳定的多谐振荡器。

可以通过增加CI和C2(较低频率)或减少C1和C2(较高频率)的值来改变频率。作为电解电容器确认极性连接正确。

电路十五，十六和十七个也是由电路14件创建的低频振荡器的类型。但是，在这些电路中，输出配置为使LED闪烁。

我们可以观察到所有这些电路都非常相似。然而，在这个电路中，如果在输出端使用一个LED，将导致LED以非常快的速度闪烁，由于视觉的持久性，我们的眼睛几乎无法分辨。这一原则用于袖珍计算器．

15)双led闪光器

在这里，我们合并了几个与非门，以创建一个非常低的频率振荡器。的设计控制两个红色LED通过交替开关使LED闪烁。

该电路使用两个与非门，IC的其余两个门可在同一电路中额外使用。第二个电路可以使用不同的电容值来生成备用LED闪光灯级。电容值越高，LED闪烁越慢，反之亦然。

简单的led频闪仪

这种特定的设计由电路十五的电路生产，如低功率散道镜。电路实际上是高速LED闪光．红色LED快速跳动，但眼睛很难分辨特定的闪光(由于视力的持续)。

输出光不能期望太强大，这意味着频闪镜可能只有在黑暗时工作得更好，而不是在白天。

组合可变电阻器用于改变选通的频率，以便频闪可以很容易地调整任何所需的频闪灯率。

通过修改定时电容值，频闪仪在更高频率下工作得非常好。LED实际上是一个二极管，能够轻松地支持非常高的频率。我们建议它可能被应用于通过这个电路捕捉非常高速的图片。

17） 低滞后施密特触发器

可以配置两个NAND门函数施密特触发器创建此特定设计。为了试验该电路，您可能需要调整R1，其定位为滞后效应．

18） 基频晶体振荡器

该电路作为晶体控制振荡器装配。一对栅极被接合为逆变器，电阻器为相关栅极提供正确的偏置量。第3栅极配置如“缓冲器”，它防止加载振荡器级。

记住，当一个晶体在这个特定的电路中使用时，它会以基频振荡，也就是说，它不会以谐波或泛音频率振荡。

如果电路的工作频率大大降低，比估计，将意味着晶体频率是工作在泛音。换句话说，它可能在几个基本频率下工作。

两位解码器

该电路构成了一个简单的两位译码器。输入跨线A和B，输出跨线0、1、2、3。

输入A可以是逻辑0或1。输入B可以是逻辑0或1。如果A和B都应用于逻辑1，这就变成了二进制数11，等于十进制数3，并且第3行输出为“high”。

同样地，A B 0输出行0。最高的计数是基于输入的数量。使用2个输入的最大计数器是22 - 1 = 3。还可以进一步扩展电路，例如，如果使用四个输入A, B, C和D，在这种情况下，最高计数将是24 - 1 = 15，输出从0到15。

光敏锁存电路

这是一个简单的基于光电探测器的电路这雇用了几个NAND门来触发黑暗激活的锁定动作。

当环境光高于设置的阈值时，输出不受影响，且为零逻辑。当暗值低于设定的阈值时，与非门输入端的电位将其切换到逻辑高电平，这反过来将输出锁存为一个永久的高电平逻辑。

去掉二极管就去掉了锁存特性，现在门与光响应协同工作。这意味着输出根据光电探测器上的光强度交替地变为高电平和低电平。

双音音频振荡器

下一个设计显示如何建立一个a双音振荡器使用两对与非门。使用该与非门配置两个振荡器级，一个使用0.22µF的高频，另一个使用0.47 uF的低频振荡器电容。

这些振荡器以一种低频振荡器调制高频振荡器的方式相互耦合在一起。这产生一个颤音输出这听起来比双门振荡器产生的单音更悦耳有趣。

22）晶体时钟振荡器

这是另一个晶体振荡器电路用于50 Hz基座的L.S.I.IC时钟“芯片”。输出调整为500 kHz，以便获得50 Hz，该输出需要以级联方式连接到四个7490 I.C.s。然后，每个7490将随后的输出除以10，使总除法为10000。

这最终会产生等于50 Hz的输出（500000 10÷10÷10+10=50）。50 Hz基准通常从电源线获取，但使用该电路可使时钟独立于电源线，并获得同样精确的50 Hz时基。

23）开关振荡器

该电路由一个音频发生器和一个开关台组成。声音发生器不间断地工作，但在耳机上没有任何输出。

然而，当逻辑0出现在输入门a时，它将a门转换为逻辑1。逻辑1打开B门，允许声音的频率到达耳机。

即使这里使用了一个小小的水晶耳机，它仍然能够发出惊人的响亮声音。该电路可以像蜂鸣器一样应用于电子闹钟I.C。

误差电压检测器

该电路设计为通过四个与非门作为鉴相器工作。相位检测器分析两个输入，并产生与两个输入频率之差成比例的误差电压。

探测器输出通过一个RC网络转换信号，该网络由一个4k7电阻和一个0.47uF电容组成，以产生直流误差电压。该鉴相电路在锁相环应用中工作得非常好。

上面的图显示了一个完整的pll网络的框图。通过提高相位检波器产生的误差电压来调节压控振荡器的多谐振荡器频率。

P.L.L.是一种非常有用的技术，在10.7 MHz（无线电）或6 MHz（电视声音）的F.M解调中非常有效，或者在立体声多路复用解码器中重新建立38 KHz的子载波。

25）射频衰减器

该设计包含4个与非门，并将其应用于斩波器模式，以控制二极管电桥。

二极管电桥开关用于使射频导通或阻断射频。

多少射频被允许通过信道最终由门控信号决定。二极管可以是任何高速硅二极管，甚至是我们自己的1N4148(见图32)。

26）基准频率开关

该电路具有5个与非门，用于开发双频开关。这里，双稳态锁存器电路与单极开关一起使用，以中和来自SPDT开关的去振效应。最终输出可以是f1或f2，这取决于SPDT的位置。

27）两位数据检查

这个电路与计算机类型的概念一起工作，可以用来学习计算机中出现的基本逻辑功能，从而导致错误。

检查错误是通过在“单词”中添加一个补充位(二进制数字)来执行的，以便出现在计算机“单词”中的最终数量始终是奇数或偶数。

这种技术被称为“奇偶校验”。该电路检查2位奇偶校验。我们可以发现，该设计非常类似于相位误差检测电路。

二进制半加法器电路

该电路采用七个NAND门来创建一个一半加法器电路. A0、B0构成二进制数字输入。S0，C0表示和行和进位行。要了解这些类型的电路是如何工作的，想象一下孩子们是如何接受基础数学教育的。您可以参考下面的半加法器真值表。

• 0和0是0
• I和0是I和1进0。
• 0和1是I和，1携带0。
• 我和我是10款0携带1。

10不应该被误认为是“ten”，而是发音为“one zero”，它代表1 x 2^1 + (0 x 2^0)。两个完整的半加法器电路加上一个“或”门产生一个完整的加法器电路。

下图中A1和B1为二进制数字，C0为前一级的进位，S1为和，C1为下一级的进位。

或门半加法器

此电路和下面的电路仅使用或非门配置。7402 IC配有四个2输入或非门。

半加法器在五个或非门的帮助下工作，如上所述。

输出线：

或门满加法器

本设计描述了一个全加法器电路，使用一对NOR门半加法器和一对额外的NOR门。该电路共有12个NOR门，需要7402个集成电路中的所有3个电路。输出线是:

输入行A、B和K。

K实际上是从前一行向前推进的数字。观察输出是通过一对等于单个或栅极的或非门实现的。该电路除了一个或栅极外，还返回到两个半加法器。我们可以将其与前面讨论的电路进行比较。

31）简单信号注入器

一个基本的信号注入器可用于测试音频设备故障或其他与频率相关的问题，可使用两个与非门创建。该装置使用4.5V至3nos的1.5V AAA电池串联（见图42）。

另一个信号注入器电路可以使用半个7413 IC构建，如下所示。这是更可靠的，因为它采用了施密特触发器作为多谐振荡器

32)简单的放大器

一对设计成逆变器的与非门可以串接在一起，用于开发简单的音频放大器. 4k7电阻器用于在电路中产生负反馈，尽管这无助于消除所有失真。

放大器输出可与额定值为25至80欧姆的任何扬声器配合使用。可以尝试使用8欧姆扬声器，但这可能会导致IC温度升高。

也可以尝试为4k7设置较低的值，但这可能导致输出的音量较低。

慢速时钟

这里，施密特触发器与一个低频振荡器一起使用，RC值决定了电路的频率。时钟频率约为1hz或每秒1个脉冲。

34）与非门触摸开关电路

只需几个NAND就可以用来制作一个触摸式继电器控制开关如图所示。基本配置与前面解释的RS翻转相同，它在两个触控板输入时触发其输出响应。触摸触摸板1导致输出高激活继电器驱动级，因此连接的负载被接通。

当较低的触摸板被触摸时，它重置输出，使其返回逻辑零。这个动作关闭继电器驱动程序和负荷。

35）使用单个与非门的PWM控制

NAND门还可用于实现从最小到最大的有效PWM控制输出。

左侧显示的与非门做两件事，它产生所需的频率，并且还允许用户通过控制电容器C1的充电和放电定时的两个二极管分别改变频率脉冲的接通时间和断开时间。

二极管隔离两种参数，并通过罐调整分开充电和C1的放电控制。

这反过来允许输出PWM通过壶的调整被离散地控制。该装置可以用最少的元件精确地控制直流电机的转速。

使用与非门的倍压器

NAND门也可用于提高效率倍压电路如上所示。Nand N1配置为时钟发生器或频率发生器。频率通过其余3个并联的与非门得到增强和缓冲。

然后将输出馈送至二极管电容电压倍增器或乘法器级，以最终在输出端完成2倍的电压电平变化。在这里，5V是10V的两倍，但其他电压水平最高可达15V，也可用于获得所需的电压倍增。

使用与非门的220V逆变器

如果你认为与非门只能用于制造低电压电路，你可能错了。单片4011集成电路可快速应用于制造强大的12V至220V逆变器如上所示。

N1门和RC元件构成基本的50 Hz振荡器。必须适当选择RC部件，以获得预期的50 Hz或60 Hz频率。

N2到N4被布置成缓冲器和逆变器，以便晶体管底部的最终输出产生交替的开关电流，通过晶体管集电极对变压器进行所需的推拉动作。

压电式蜂鸣器

由于与非门可以配置为高效振荡器，因此相关应用非常广泛。其中之一就是压电蜂鸣器，它可以使用一个4011集成电路。

与非门振荡器可以定制，以实现许多不同的电路想法。这篇文章还没有完成，在时间允许的情况下会更新更多基于NAND门的设计。如果您有一些有趣的与非门电路相关的东西，请让我们知道您的反馈将非常感激。