Digital Logic Board Kit: Komponenten & Aufbauanleitung

Komponenten und Materialien

Steckbrett (Breadboard)	2
Jumper-Kabel	100
Widerstand 10 kΩ	52
Widerstand 220 Ω	40
LED (diverse Farben)	40
4PDT-Stomp-Fußschalter (Rastend)	52
Arduino Mega 2560	2
74HC595 Schieberegister (Serial-in Parallel-out)	1
Spannungsregler 7805 (5 V)	1
Netzteil 9 V / 1 A	1
Kondensator 4,7 µF	1
Kondensator 10 µF	1

Benötigte Werkzeuge

• Lötkolben
• Digitalmultimeter (z. B. Mastech MS8217)
• Heißklebepistole

Software

• Arduino IDE

Projektbeschreibung

Dieses Tutorial beschreibt den Aufbau eines „Digital Logic Board“ (Schwierigkeitsgrad: Mittel) als Übungsplatine für Einsteiger in die digitale Elektronik. Statt klassischer TTL-Logik (Transistor-Transistor-Logik) kommt ein Mikrocontroller (Arduino Mega 2560) zum Einsatz, der über die Arduino IDE programmiert wird. Kernthemen sind:

• Logikgatter (AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR, NOT)
• Multiplexer, Decoder, Encoder (8-bit)
• J-K-Flip-Flop
• SIPO-Schieberegister (74HC595)
• 4-Bit-Volladdierer
• I²C-Kommunikation zwischen zwei Arduino Mega (Master/Slave)

Frontplatten-Aufbau (von oben nach unten)

• 7 Logikgatter
• DC-Netzschalter
• 8-Bit-Multiplexer
• 8-Bit-Decoder
• 8-Bit-Encoder
• J-K-Flip-Flop
• SIPO-Schieberegister
• 4-Bit-Volladdierer
• Namensfeld

Wichtige Schaltungsdetails

7805 Spannungsregler

Der 7805 benötigt mind. 8 V Eingangsspannung für stabile 5 V Ausgang. Ein 1,5 V „Drop-out“ wird angegeben.

Pull-up-Widerstände

Für Tasten/Eingänge werden Pull-up-Widerstände (10 kΩ) gegen 5 V verwendet.

74HC595 Schieberegister an Arduino

Standard-Verkabelung:

• GND (Pin 8) → GND
• Vcc (Pin 16) → 5 V
• OE (Pin 13) → GND (Ausgänge immer aktiv)
• MR (Pin 10) → 5 V (Reset deaktiviert)
• DS (Pin 14) → Arduino Pin 11 (Data)
• SH_CP (Pin 11) → Arduino Pin 12 (Clock)
• ST_CP (Pin 12) → Arduino Pin 8 (Latch)

8 LEDs mit 470 Ω Vorwiderständen an den Ausgängen Q0–Q7 (Sourcing Current). Ein 100 nF-Kondensator am Latch-Pin reduziert Flackern.

I²C auf Arduino Mega 2560

Die Hardware-I²C-Pins sind:

• SDA – Pin 20
• SCL – Pin 21

Der Master-Arduino liest die Schalterzustände ein und sendet 4-Byte-Datenframes über I²C an den Slave, der das 74HC595 direkt ansteuert und die LEDs schaltet.

Rückseite / Verdrahtung

Endergebnis

Code & Ressourcen

Der vollständige Code für beide Controller (CU1 & CU2) ist auf GitHub verfügbar:
https://github.com/saifalikabi/Digital-Logic-Board

Schaltpläne als Excel-Tabelle im Repository.