DIY / XOR

74HC86 XOR-guide: fem overraskende anvendelser

MC74HC86N har fire uafhængige XOR-porte med to indgange i én 14-bens chip. En XOR-udgang er høj, når indgangene er forskellige. Den ene regel gør chippen nyttig til meget mere end en øvelse i logik.

Den ene XOR-regel

For hver port gælder 0+0→0, 0+1→1, 1+0→1 og 1+1→0 (hvor + betyder XOR, ikke almindelig addition). Både A og B skal have et defineret logikniveau. Port 1 har A=ben 1, B=ben 2 og Y=ben 3; de andre tre porte fungerer på samme måde.

ABY=A XOR B
000
011
101
110

Top 5 alternative DIY-anvendelser

Fem illustrerede XOR-anvendelser: valgbar inverter, forskelsdetektor, paritet, sum i halvadder og fasedetektor.
Fem måder at bruge fire ens XOR-porte; eksterne funktioner i teksten er ikke indbygget i IC’en. Åbn diagram i fuld størrelse.

1. Valgbar invertering

Sæt signalet på A. Hold B lav, så følger Y A; hold B høj, så bliver Y det modsatte af A. Det er praktisk, når en DIY-styring skal kunne vælges som aktiv høj eller aktiv lav. B skal komme fra en defineret kontakt eller logikudgang, aldrig fra et frit ben.

2. Forskelssignal for to bit

Sæt én bit på A og en anden på B. Y=1 betyder, at de er forskellige; Y=0 betyder, at de er ens. Ved sammenligning af flere bit kræves én XOR pr. bit og en separat OR-funktion, der samler resultaterne. XOR alene giver ikke svaret for et helt ord.

3. Paritet for et lille dataord

Forbind tre porte i kæde: P=(D0 XOR D1) XOR (D2 XOR D3). P er lige paritetsbit for fire databits: med P bliver det samlede antal 1-taller lige. Ved modtagelse XOR-behandles de fire bit og den modtagne P; 1 angiver et ulige antal bitfejl. Et lige antal ændrede bit kan passere uopdaget.

4. Sum-udgangen i en halvadder

For binære indgange A og B er SUM=A XOR B. En særskilt AND-port giver CARRY=A AND B. 74HC86 leverer altså summen, men er ikke alene en hel halvadder. Ved addition af flere bit skal carry også håndteres.

5. Enkel fasedetektor til firkantsignaler

Sæt to rene, digitale firkantsignaler med samme frekvens på A og B. Y er høj, når niveauerne afviger, så pulsforholdet ændrer sig med faseforskellen. Et eksternt lavpasfilter kan gøre pulsforholdet til en omtrentelig spænding. Den enkle detektor kan ikke fortælle, hvilket signal der kommer først, og er tvetydig for visse faseforhold; den er ikke en komplet PLL.

Benforbindelser set ovenfra: MC74HC86N

For butikkens MC74HC86N (Motorola, N-suffiks, plast-DIP) er ben 14 VCC og ben 7 GND. De fire porte er 1/2→3, 4/5→6, 9/10→8 og 12/13→11. Figuren viser kapslingen ovenfra: vend hakket opad, før du tæller ben. Brug ikke en anden XOR-chips benforbindelser uden at kontrollere dens datablad.

MC74HC86N DIP med 14 ben set ovenfra: fire portes ind- og udgange, VCC og stel.
MC74HC86N plast-DIP set ovenfra. Kontrollér hak og mærkning på den fysiske chip. Åbn diagram i fuld størrelse.

Prøv én port sikkert

Til en første DIY-test: brug en reguleret 5 V-forsyning og en 100 nF keramisk afkoblingskondensator tæt på ben 14 og 7. Forbind to kontakter eller logikkilder med definerede niveauer til ben 1 og 2; aflæs ben 3 med en logikprobe eller en LED-driver med passende strømbegrænsning. Bind alle andre indgange til et defineret niveau, og lad ubrugte udgange stå åbne. Tilslut aldrig en udgang direkte til en LED, motor eller højere spænding uden at kontrollere strøm- og niveaugrænser. Motorolas oprindelige datablad angiver 2–6 V drift, men HC-indgange bruger CMOS-niveauer: et TTL-højsignal ved 5 V er ikke automatisk højt nok. Kontrollér forsyning, signalkilde og belastning.

I en større DIY-computer viser guiden om 74HC138-adresseafkodning, hvordan logik vælger en chip; guiden til 6502-dele sætter logikken i sammenhæng.

Se varen MC74HC86N.

Kilde til benforbindelser, sandhedstabel, forsyningsområde og logikniveauer: Motorolas oprindelige datablad for MC54/74HC86. PDF.