Digitale logica leren met Arduino

Vaak leer je in het secundaire onderwijs nog digitale poorten door middel van de klassieke chips (die nog steeds verkrijgbaar zijn) maar eigenlijk in de industrie voor 90% vervangen werd door programmeerbare logica. Om de brug te maken tussen de klassieke digitale logica en de programmeerbare logica (met Arduino) hebben we deze tutorial opgesteld.

7408 AND-poort
Deze chip de 7408 bevat 4 AND poorten van 2 ingangen. Klassiek zal je de AND poort bestuderen door twee drukknoppen te verbinden met ingangen en aan de uitgang 1 LED en dan bekijken bij welke van de 4 combinaties de LED zal branden (een drukknop ingedrukt, een van de twee ingedrukt of beide drukknoppen ingedrukt). Wil je deze chip niet in een breadboard steken samen met drukknoppen en LEDS neem dan een Arduino UNO en het KAEDU shield en gebruik volgende sketch om de werking van de AND te ontdekken.

hier komt nog de code

7432 OR-poort
Net als de 7408 bevat deze IC ook 4 poorten met 2 ingangen. Het verschil is echter dat je hier te maken hebt met OR (OF) poorten. klassiek test je de werking van een OR poort terug met een breadboard, twee drukknoppen en een LED. Om deze test uit te voeren met breadboard moet je dus een heel deel van de hardware afbreken en terug opbouwen. Met de Arduino echter hoef je enkel het programma dat je al had van de AND (EN) poort aanpassen. Wat een Arduino shield en een microcontroller extra leuk maakt is dat je voor eenzelfde drukknop te gebruiken bij een AND en een OR poort je naar zowel de AND als de OR een draad moet leggen. Bij Arduino kan je beide poorten tegelijk programmeren met maar 1 verbinding tussen de drukknop en de microcontroller.

hier komt de lijn code die je dient aan te passen

7404 NOT-POORT Een NOT poort (NIET) is duidelijk anders dan de voorgaande 2. Dit aangezien je hier geen 2 ingangen hebt maar nu maar 1. De werking van zo een poort is dan ook direct duidelijk. Het signaal dat HOOG is zal NIET HOOG meer worden aan de uitgang dus LAAG. Het signaal dat LAAG is zal NIET LAAG meer worden aan de uitgang dus HOOG. Bij Arduino kan je dus vragen of een drukknop NOT ingedrukt is dus NOT HIGH. Bij het programmeren kan je echter gewoon schrijven dat de drukknop LOW moet zijn, dit is korter dan te schrijven NOT HIGH. De NOT poort kan op zichzelf gebruikt worden maar zal zeer vaak in combinatie met andere poorten gebruikt worden.

NAND POORT De NAND poort is eenvoudig te begrijpen als je de AND POORT begrijpt en als je de NOT poort begrijpt. Want je krijgt eigenlijk een nieuwe poort die de combinatie is van beide poorten. Het is met andere woorden een AND poort waarbij de uitgang door een NOT poort gaat. Maar in plaats van beide poorten aan te kopen koop je 1 chip aan waarin dit geïntegreerd is.