Welt aus Draht

Wieder einmal heisst es: Hallo, da draußen! Fast 3 Monate sind seit der letzten Folge vergangen. Dies lag hauptsächlich daran, dass wir die ALU (s. Episode WAD005) nochmal ordentlich aufgebaut haben:

Der aktuelle Stand vor dieser Folge: Breadboard oben links: Clock (s. Episoden WAD001 bis WAD003), oben/unten mittig: Register (s. WAD004), Mitte: ALU (WAD005). Drumherum sind zwei kleine Bus-Systeme zur Visualisierung (s. Seite “Selber machen”)

Nachdem Alex den Frust über seine Online-Shopping-Einkäufe überwunden hat, können wir uns endlich einem neuen Modul im Podcast zuwenden: Dem OUTPUT-Modul. Mit der Hilfe von vier 7-Segment-Anzeigen wollen wir eine Anzeige für unseren 8-Bit-Computer bauen um auf die “kleinen LED-Module” (s. Foto) in Zukunft verzichten zu können.

Die Ansteuerung der 7-Segment-Anzeigen hat Ben sehr elegant gelöst, in dem er zwei JK-Flip-Flops mit einem 2-Line to 4-Line Decoder verbunden hat. Die JK-Flip-Flops sind so verschaltet, dass Sie vier unterschiedliche Zustände an den Decoder leiten, welcher diese auf vier Leitungen (für jeweils ein 7-Segment-Display) aufteilt. Hier der angesprochene Screenshot vom Oszilloskop, mehr hört ihr dann in der Folge:

Wie man sehen kann, wird immer nur eine der vier Leitungen bzw. ein 7-Segment-Display aktiv geschaltet.

Für die Daten, welche angezeigt werden sollen, nutzt Ben einen EEPROM, welcher die Zahlen im Register in Muster für die 7-Segment-Anzeigen übersetzt:

Zur Verdeutlichung wie man ein 7-Segment-Display ansteuern kann (Quelle: Wikipedia)

Damit die Folge aber nicht zu lang wird, heben wir uns diesen Schritt für das nächste Mal auf und haben stattdessen einen Arduino Nano dafür benutzt. Hier findet ihr den den Source Code. Dieser nutzt den Output der JK-Flip-Flops und bei jedem Zustandswechsel schickt er die nächste Ziffer an alle 7-Segment-Anzeigen. Da aber immer nur eine bestromt und sehr schnell gewechselt wird, sieht es für uns so aus, als ob die komplette Zahl, bestehend aus 3 unterschiedlichen Ziffern und einem Vorzeichen, gleichzeitig auf allen Displays zu sehen ist (s. gif).

Timelapse

…gib es dieses mal leider nicht Dafür ein hübsches .gif des fertigen Moduls:

Was für ein gelungener Urlaubstag: Die ALU ist endlich voll funktionsfähig und wir haben mit dem OUTPUT-Modul begonnen. Gleich halten wir den aktuellen Stand in #WAD006 fest, Veröffentlichung im Laufe der Woche. pic.twitter.com/PJ3SC2d7x2

— Welt aus Draht Podcast (@WeltausDraht) 22. März 2019 Genutzte Komponenten

• ein 555 Timer (Datenblatt) benutzt im astabilen Modus
• zwei JK-Flip-Flops: Texas Instruments SN5476 (Datenblatt)
• ein 2-Line to 4-Line Decoder: Texas Instruments SN54S139 (Datenblatt)
• vier 7-Segment-Displays