الدوائــــــر الرقميــــه (عملى)

[color=blue][b][center][size=24][ثانيا : المنهج العملى

الباب الاول:

الدوائر المنطقيه الاساسيه.

1-1 التدريب على تنفيذ الدوائر المنطقيه الاساسيه الاتيه باستخدام اشباه

الموصلات المختلفه مع استنتاج جدول الحقيقه لكل منها.

(AND-OR-NOT) (NAND-NOR-XOR-XNOR)
1-2 التدريب على تنفيذ دائرة جامع نصفى H ADDER
1-3 التدريب على تنفيذ دائره جامع كامل F ADDER
1-4 التدريب على كشف الاعطال بالدوائر السابقه واصلاحها بأستخدام اجهزة القياس المناسبه.

الباب الثانى :
الدوائر المنطقيه المركبه .
التدريب على تكوين دائره مركبه لتحقيق معادله جبر بولينى .
تنفيذ عدة دوائر منطقيه مركبه وتحقيق جدول الحقيقه لها.
-التدريب على تكوين دوائر جامع( نصفى –كامل) وتحقيق منطقه.
التدريب على تكوين دوائر ضاربات.
التدريب على كشف الاعطال بالدوائر السابقه واصلاحها باستخدام أجهزه القياس المناسبه .

الباب الثالث:

الاجهزه القابله للبرمجه.
3-1 التدريب على استخدام الاجهزه القابله للبرمه.
3-2 استخدام الاجهزه القابله للبرمجه فى التحكم.
3-3 تطبيقات.

الباب الاول

الدوائر المنطقية الاساسية

(1-1) البوابات المنطقية Logic Gates
مقدمة :
تعتبر البوابات المنطقية بمثابة العناصر الاولية التى تبنى عليها جميع الانظمة المستوى 0 فيمثل وجود 0 فولت ويمكن الرقمية مثل ( الحاسبات – انظمة التحكم الرقمي – انظمة الاتصالات الرقمية - ...... إلخ )
وتتكون البوابات المنطقية من دوائر إلكترونية تبنى من عدد من ترانزستورات ولها دخل او اكثر وخرج واحد . يتم تداول المعلومات خلال البوابات المنطقية في صــــــــورة ارقام ثنـــائية (Binary Numbers) . يمثل المستوى 1 وجود جهد كهربى له قيمة مقاسة ويمكن ان يسمى المستوى (High ) اما ان يطلق المستوى (LOW).

التمرين الاول
تنفيذ الدائره المطبوعه PCB
تصلح لتنفيذ البوابات المنطقيه

الهدف من التمرين:
1. التدريب على تصميم الدوائر المطبوعهPCB
2. التدريب على تنفيذ الدوائر المطبوعهPCB
3. التدريب على استخدام ادوات طباعه الدوائر

العدد والادوات المستخدمه:
4. شنيور صغير، بنطه لحام 1 مم
5. اناء من البلاستيك
6. فرشاه عريضه ناعمه
7. قلم دوكو 0.7 مم

خـطـوات التنـفيذ:

1. نقل الدائره الموضحه بشكل (1-1) الى البورده (ناحيه الوجه النحاس) باحدى طرق الطباعه
(الورق الحساس للحراره - السلك سكرين – قلم الدوكو).
2. تحضير الحمض بوضع هيدروكسيد الصوديوم اوملح النطروق فى الاناء البلاستيك مع اضافه الماء الساخن بنسبه 4:1 الحمض لى الماء.
3. وضع البورده فى الحمض برفق وتحريك الحمض بواسطه الفرشاه ببطء.
4. بعد ثلاث دقائق سوف تظهر معالم الرسم على البورده.
5. اخرج البورده من الحمض واغسلها بالماء جيدا.
6. ازاله الماده المطبوعه بها البورده من فوق المسارات الى ان تبدأ طبقه النحاس فى اللمعان .
7. يتم دهان المسارات بالفلكس بواسطه الفرشاه حتى يمنع تأكسد مسارات النحاس .
8. البدء فى اجراء عمليه الثقب لاماكن العناصر الالكترونيه.

التمرين الثانى
تنفيذ الدائرة الالكترونية لبوابةAND المنطقية
الدوائــــــر الرقميــــه (عملى) And

شكل (1-2)
الدائرة الالكترونية لبوابةAND المنطقية

الهدف من التمرين :
1- التعرف على البوابات المنطقية الاساسية .
2- اكتساب مهارة اختبار صلاحية عناصر اشباه الموصلات .
3- التدريب على استخدام اجهزة القياس والاختبار .
4- التدريب على استنتاج جداول الحقيقة للدوائر المنطقية .
5- اكتساب مهارة كشف الاعطال وكيفية اصلاحها فى الدوائر الالكترونية .

فكرة بسيطة عن الدائرة :
1- عند ضبط كلا المفتاحين S1 , S2 على الوضع (0 -0 ) وهو الاحتمال الاول فى جدول الحقيقة المبين بشكل (1-2) . يصبح كلا الثنائين D1 , D2 موصلين فى اتجاه امامى . ويصبح الجهد على قاعدة الترانزستور غير كافى لتشغيل الترانزستور اى فى وضع OFF وبذلك تعتبر دائرة الثنائى الضوئى مفتوحة فيطفئ الثنائى معبرا عن الخرج Y مساويا للمستوى0 او LOW .

2- عند تطبيق الاحتمال الثانى اى وضع المفتاح S1 فى الدخل A والمفتاح S2 الدخل B فى وضع 0 مما يؤدى إلى ان D2 يوصل بالارضى مما تجعله موصل فى الاتجاه الامامى وهذا يكفى لجعل الترانزستور فى حالة OFF .وبالتالى يطفئ الثنائى الضوئى ويكون الخرج Y فى حالة 0 ايضا

3- بتكرار الخطوة 2 مع عكس وضع المفتاحين S1 , S2 يصبح الخرج فى حالة 0 أو Low(الحالة الثالثة فى جدول الحقيقة)

4- بتطبيق الاحتمال الرابع من جدول الحقيقه اي وضع كلا المفتاحين S1وS2 في وضع 1 فيصبح كلا الثنائيين D1و D2 في اتجاه عكسي.و هذا يوفر جهد انحياز لقاعدة لترانوستور من خلال R1 و R3 تصبح دائرة الثنائي الصوئي LED مغلقه فيطفيء الثنائي معبرا عن ان الخرج Y قد اصبح في المستوي )1 (HIGH.

5- مما سبق نلاحظ ان الخرج 4 لا يصبح 1 الا عندما يكون الدخلين A و B في المستوي 1 و هذا يحقق بوابة AND المنطقيه..

لوحة مطبوعة PCBتصلح لتنفيذ جميع البوابات
مفتاح (ON /OFF)ثلاثة اطراف
ترانزستور2C828 او ما يعادلة
ثنائى سليكون. (1N4004)
ثنائي ضوئي (LED)
مقاومه كربونيه 680ohms_1\4W
مقاومه كربونيه 4.7 k ohms_1\4W
مقاومه كربونيه 1.5 k ohms_1\4W
قصدير من نوع جيد
اسلاك توصيل 1\4 مم

واحد قطعة البرينتد PCB
تصلح لتنفيذ جميع البوابات المنطقيه

يقطع سلك التوصيل الي قطع بطول 4 سم لعمل كباري jumpers

العدد والاجهزه الازمه لتنفيذ و اختبار التمرين:
1- كاويه لحام مناسبه.
2- قصافه - بنسه فك تمساح- جفت.
3- شفاط قصدير.
4- جهاز قياس متعدد رقمي.
5- مختبر الدوائر المنطقيه
6- وحدة تغديه مناسبه

شكل ( 1-3)

خطوات التنفيذ:
1- إختبار العناصر بواسطة جهاز القياس المتعدد
2- تنظيف اللوحة المطبوعه من الاتربه و الاكسده.
3- توزع المكونات علي الجزء الخاص ببوابة AND في اللوحه المطبوعه.
4- الغاء الجزء الغير مستخدم في اللوحه المطبوعه بواسطة كباري السلك (jumper) .
5- مراجعة الدائره مع الرسم النظري ثم تثبيت المكونات باللحام مع مراعاة
تنفيذ نقط جيده للحام.
6- تجربة الدائره بعد توصيل مصدر التغذيه.
8 - تطبيق احتمالات الدخل من جدول الحقيقه السابق و استنتاج حالات الخرج
لكل احتمال و ملء جدول الحقيقه.
9- بواسطة مختبر الدوائر المنطقيه يتم تتبع المستويات المنطقيه ابتداء من الدخل الى الخرج و عند وجود عطل في مرحله ما من مراحل الدائره يجب البحث عن سبب العطل و العمل علي اصلاحه حتي يتم اختبار الدائره بالكامل.

التمرين الثالث
تنفيذ الدائرة الالكترونية لبوابةOR المنطقية

الدوائــــــر الرقميــــه (عملى) 87981952

الدوائــــــر الرقميــــه (عملى) 87981952

شكل (1-4) الدائرة الالكترونية لبوابةOR المنطقية

الهدف من التمرين :
1ـ التعرف على البوابات المنطقية الاساسية .
2- اكتساب مهارة اختبار صلاحية عناصر اشباه الموصلات .
3- التدريب على استخدام اجهزة القياس والاختبار .
4- التدريب على استنتاج جداول الحقيقة للدوائر المنطقية .
5- اكتساب مهارة كشف الاعطال وكيفية اصلاحها فى الدوائر الالكترونية .

العدد والاجهزه الازمه لتنفيذ و اختبار التمرين:
1- كاويه لحام مناسبه.
2- قصافه - بنسه فك تمساح - جفت.
3- شفاط قصدير.
4- جهاز قياس متعدد رقمي.
5- مختبر الدوائر المنطقيه.
6- وحدة تغديه مناسبه.

خطوات التنفيذ:
1- إختبار العناصر بواسطة جهاز القياس المتعدد
2- تنظيف اللوحة المطبوعه من الاتربه و الاكسده.
3- توزع المكونات علي الجزء الخاص ببوابة OR في اللوحه المطبوعه.
4- الغاء الجزء الغير مستخدم في اللوحه المطبوعه بواسطة كباري السلك (jumper) .
5- مراجعة الدائره مع الرسم النظري ثم تثبيت المكونات باللحام مع مراعاة تنفيذ
نقط جيده للحام.
6- تجربة الدائره بعد توصيل مصدر التغذيه.
7- تطبيق احتمالات الدخل من جدول الحقيقه السابق و استنتاج حالات الخرج
لكل احتمال و ملء جدول الحقيقه.
7- بواسطة مختبر الدوائر المنطقيه يتم تتبع المستويات المنطقيه ابتداء من الدخل الى الخرج و عند وجود عطل في مرحله ما من مراحل الدائره يجب البحث عن سبب العطل و العمل علي اصلاحه حتي يتم اختبار الدائره بالكامل.

فكرة عن التمرين
1- بتطبيق الاحتمال الاول لجدول الحقيقة على المفتاحين S1,S2وهو ان يكون كل منها فى الوضع (0) نجد ان الثنائيان d1,d2 يعتبران فى حالة توصيل عكسى مما يؤدى الى وضع الترانزستور فى حالةoff وبالتالى لايضىء الثنائى الضوئى LEDويكون خرج (Y) حالة (0)
2- عند تطبيق الاحتمال الثانى على المفتاحين S1,S2 نجد ان الثنائى D1 يكون فى اتحاة امامى ممايؤدى الى مرور تيار بدائرة قاعدة الترانزستور فيتغير الترانزستور الى وضع التشغيل ON وبالتالى يضىء الثنائى الضوئىLED و يكون الخرج Y فى حالة (1) الاحتمال الثالث للدخل A,B
3- بتغيير وضعى المفتاحين S1,S2 نلاحظ ان الخرج يكون مساويا لللاحتمال
الثانى
4-عند تطبيق الاحتمال الرابع على المفتاحين S1,S2اى وضعهما على الوضع 1 نجد انه يمر تيار خلال الثنائيين D1,D2ثم قاعدة الترانزستور وبالتالى يكون الترانزستور فى حالة ON مما يؤدى الى اضاءة الثنائى الضوئى LED وجعل الخرج Yفى الوضع 1

التمرين الرابع
تنفيذ الدائرة الالكترونية لبوابة NOT

شكل (1-5) الدائرة الالكترونية لبوابة NOT

الهدف من التمرين :
1ـ التعرف على البوابات المنطقية الاساسية .
2- اكتساب مهارة اختبار صلاحية عناصر اشباه الموصلات .
3- التدريب على استخدام اجهزة القياس والاختبار .
4- التدريب على استنتاج جداول الحقيقة للدوائر المنطقية .
5- اكتساب مهارة كشف الاعطال وكيفية اصلاحها فى الدوائر الالكترونية .
العدد والاجهزه الازمه لتنفيذ و اختبار التمرين:
1- كاويه لحام مناسبه. 2- قصافه - بنسه فك تمساح - جفت.
3- شفاط قصدير. 4- جهاز قياس متعدد رقمي.
5- مختبر الدوائر المنطقيه. 6- وحدة تغديه مناسبه.
خطوات التنفيذ:
1- إختبار العناصر بواسطة جهاز القياس المتعدد
2- تنظيف اللوحة المطبوعه من الاتربه و الاكسده.
3- توزع المكونات علي الجزء الخاص ببوابة NOT في اللوحه المطبوعه.
4-الغاء الجزء الغير مستخدم في اللوحه المطبوعه بواسطة كباري السلك
5- مراجعة الدائره مع الرسم النظري ثم تثبيت المكونات باللحام مع مراعاة
تنفيذ نقط جيده للحام.الدخل
6- تجربة الدائره بعد توصيل مصدر التغذيه.
7- تطبيق احتمالات الدخل من جدول الحقيقه السابق و استنتاج حالات الخرج لكل احتمال و ملء جدول الحقيقه.
فكرة عن الدائرة
1-عند توصيل المفتاح S1 على الوضع .A=0هذا يؤدى الي وضع الترانزسور Q1 في حالة OFF اما الترانزستورQ2فيبدأ في العمل اي حالة ONنتيجة توفير جهد انحياز القاعدة من خلال المقاوماتR1,R2وبالتالى يضئ الثنائيالضوئىLEDمعبراً عن ان الخرج عكس الدخل
2- عند توصيل المفتاح S1علي الوضع.A=1فهذا يجعل الترانزستورQ1فيحالة توصيل ONولكن(Vce1)غير كافي لانحياز الترانزستور Q2 وبالتالى الترانزستور Q2 فى حالة فصل(off)و هذا يؤدى الى أن الثنائى الضوئى لا يضئ و يصبح الخرج
3- مما سبق نجد أ ن فى كل حالة من الحالتين السابقتين أن الخرج يساوى دائمًا عكس

» الدوائــــــر الرقميــــه