User manual

4
1 Introductie
Digitale elektronica is de basis voor de moderne computertechniek. Digitaal betekent
dat er alleen een duidelijk AAN of UIT in een schakeling bestaat, echter geen
tussenstappen zoals half of driekwart, zoals dit bekend is bij de analoge elektronica.
Op het eerste gezicht heeft men dus minder mogelijkheden.
Wanneer echter vele digitale leidingen gelijktijdig gebruikt worden, zijn er in totaal
heel veel verschillende toestanden. Elk afzonderlijke toestand wordt als één bit
genoemd. Een 8-bit-systeem kan tegelijkertijd 256 toestanden weergeven, een 16-
bit-systeem al 65.636 (=2 hoog 16) toestanden. Als er dan nog alle toestanden snel
wisselen, kunnen enorme gegevens verwerkt worden en complexe systemen bijv.
internet realiseren.
De eerste experimenten voor de digitale elektronica kunnen het beste met
eenvoudige componenten uitgevoerd worden. Een typische basismodule is een
poort, dus een schakeling met ingangen en een uitgang. De toestand aan de
ingangen bepaald wat er op de uitgang gebeurt. Een typisch voorbeeld is de NAND-
poort. De in het leerpakket gebruikte viervoudige NAND-poort 4011 kent al talrijke
schakelvariaties. Uit meerdere NAND-poorten kunnen schakelingen met andere
functies opgebouwd worden. Zelfs een hele computer is er uiteindelijk uit zulke
basisfuncties opgebouwd.
Uit poorten kunnen bijv. flipflops of geheugenmodules opgebouwd worden, die de
laatst ingenomen toestand aanhouden. Een iets meer complexe flipflop is de JK-
flipflop, deze is intern eveneens uit poortfuncties opgebouwd. Bij dit leerpakket is een
dubbele JK- flipflop 4027 bijgevoegd. De beide IC's horen bij de CMOS- familie 4000
en mogen met een voedingsspanning tussen 3 V en 15 V werken. Hierdoor zijn ze
uitstekend geschikt voor eenvoudige experimenten en voor een batterijvoeding van 9
V.
Hier zullen we eerst de onderdelen voorstellen. De afzonderlijke experimenten
worden op een experimenteerbord uitgevoerd. Voor elke proef is er een
schakelschema en een opbouwfoto. De foto is telkens alleen bedoeld als voorstel.
De onderdelen kunnen ook anders geplaatst worden. De aansluitdraden van de
enkele onderdelen zijn voor een beter overzicht voor de foto's deels ingekort. U moet
de aansluitdraden echter niet inkorten, zodat ze ook voor andere proeven gebruikt
kunnen worden.