Die heute am häufigsten eingesetzten Logikbausteine stammen aus der sogenannten 74er-Reihe,
deren Typnummer mit 74 beginnt. Die anschließende Zahlenkombination identifiziert
die Logikfunktion der Schaltung, beispielsweise bedeutet eine 00, dass es sich um
einen NAND-Baustein handelt. Später wurden weitere Logikfamilien entwickelt, die sich in der
Herstellungstechnik und den verwendeten Spannungspegeln unterscheiden, z.B. hat ein in
Low-Power-Schottky-Technologie produziertes NAND-Gatter die Bezeichnung 74LS00.
Das NOT-Gate (dt.: NICHT-Gatter) invertiert das Signal, welches am Eingang anliegt und ist somit das einfachste Gatter. Der hier vorliegende SN7404 besteht aus 6 parallelen, unabhängigen NOT-Gattern ist damit ein sogenannter Hex-Inverter-Baustein.
Für den Test mit einem Arduino Uno wird ein digitaler Ausgang des Arduino sowohl mit einer (orangen) LED verbunden, als auch mit einem Eingang des NOT-Bausteins. Der entsprechende Ausgang des SN7404 wird dann mit einer (roten) LED verbunden.
Hier wird der Blink-Sketch mit einem anderen Pin verwendet, wobei wir durch die LEDs sowohl den Signal-Zustand am Ausgang des Arduino (=Eingang des NOT-Bausteins) als auch den Ausgang des NOT-Bausteins sehen können. Durch die Invertierung entsteht ein Wechselblinker zwischen den beiden LEDs.
#define PIN_LED 8
void setup()
{
pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
delay(500);
digitalWrite(PIN_LED, LOW);
delay(500);
}Das AND-Gate (dt.: UND-Gatter) besitzt mehrere Eingänge und einen Ausgang. Am Ausgang liegt immer dann eine 1 (HIGH) an, wenn an allen Eingängen ebenfalls 1 (HIGH) anliegt. Es entspricht dem logischen UND. Der hier vorliegende SN7408 besteht aus 4 parallelen, unabhängigen AND-Gattern mit jeweils zwei Eingängen ist damit ein sogenannter Quadruple-2-Input-AND-Baustein.
Für den Test verwenden wir zwei digitale Ausgänge des Arduino Uno als Eingänge für den SN7408 und verbinden diese ebenfalls mit jeweils einer (orangen) LED. Der entsprechende Ausgang des SN7408 wird dann mit einer (roten) LED verbunden.
Der Sketch legt alle möglichen digitalen Signal-Kombinationen nacheinander an den Eingängen des SN7408 an. Wie erwartet leuchtet die rote LED am Ausgang nur dann, wenn an beiden Eingängen ein HIGH-Signal anliegt.
#define PIN_LED_A 8
#define PIN_LED_B 9
void setup()
{
pinMode(PIN_LED_A, OUTPUT);
pinMode(PIN_LED_B, OUTPUT);
}
void loop()
{
digitalWrite(PIN_LED_A, LOW);
digitalWrite(PIN_LED_B, LOW);
delay(1000);
digitalWrite(PIN_LED_A, HIGH);
digitalWrite(PIN_LED_B, LOW);
delay(1000);
digitalWrite(PIN_LED_A, LOW);
digitalWrite(PIN_LED_B, HIGH);
delay(1000);
digitalWrite(PIN_LED_A, HIGH);
digitalWrite(PIN_LED_B, HIGH);
delay(1000);
}Das NAND-Gate (dt.: NAND-Gatter) besitzt mehrere Eingänge und einen Ausgang. Am Ausgang liegt immer dann eine 0 (LOW) an, wenn an allen Eingängen 1 (HIGH) anliegt. Der hier vorliegende SN7400 besteht aus 4 parallelen, unabhängigen NAND-Gattern mit jeweils zwei Eingängen ist damit ein sogenannter Quadruple-2-Input-NAND-Baustein.
Wir verwenden für diesen Baustein denselben Aufbau und Sketch wie für den vorherigen. Dabei kann man beobachten, dass die rote LED am Ausgang des SN7400 nur dann leuchtet, wenn die beiden Eingänge auf LOW geschaltet sind.
Das OR-Gate (dt.: ODER-Gatter) besitzt mehrere Eingänge und einen Ausgang. Am Ausgang liegt immer dann eine 1 (HIGH) an, wenn an mindestens einem Eingang auch eine 1 (HIGH) anliegt. Es entspricht dem logischen ODER. Der hier vorliegende SN7432 besteht aus 4 parallelen, unabhängigen OR-Gattern mit jeweils zwei Eingängen ist damit ein sogenannter Quadruple-2-Input-OR-Baustein.
Wir verwenden für diesen Baustein denselben Aufbau und Sketch wie für den vorherigen. Dabei kann man beobachten, dass die rote LED am Ausgang des SN7432 immer dann leuchtet, wenn einer der beiden Eingänge auf HIGH geschaltet sind oder auch beide Eingänge.
Das XOR-Gate (dt.: Exklusiv-Oder-Gatter) besitzt zwei Eingänge und einen Ausgang. Am Ausgang liegt immer dann eine 1 (HIGH) an, wenn nur genau an einem Eingang eine 1 (HIGH) anliegt. Der hier vorliegende SN7486 besteht aus 4 parallelen, unabhängigen XOR-Gattern mit jeweils zwei Eingängen ist damit ein sogenannter Quadruple-2-Input-XOR-Baustein.
Wir verwenden für diesen Baustein denselben Aufbau und Sketch wie für den vorherigen. Dabei kann man beobachten, dass die rote LED am Ausgang des SN7486 nur dann leuchtet, wenn einer der beiden Eingänge auf HIGH geschaltet ist und der andere auf LOW.
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