Logické čipy. Časť 9. Spúšťač JK

Príbeh o spúšťači JK a jednoduchých experimentoch na štúdium jeho práce.

V predchádzajúcich častiach článku boli popísané spúšťače ako RS a D. Tento príbeh bude neúplný, ak nespomeniete Spúšťač Jk, Rovnako ako Spúšťač D Má pokročilú vstupnú logiku. V sérii 155 je to čip K155TV1 vyrobený v balení DIP-14. Jeho vývod, alebo ako sa hovorí teraz, vývod (z anglického PIN-kolíka) je zobrazený na obrázku 1a. Cudzie analógy SN7472N, SN7472J.

Ak sa v konkrétnej schéme nepoužije žiadny záver, je úplne prijateľné jednoducho ho neukazovať, ako je znázornené na obrázku 1b.

Opis a účel záverov

Spúšťač K155TV1 má priame a inverzné výstupy. Na obrázku sú to závery 8 a 6. Ich účel je rovnaký ako pri predtým uvažovaných spúšťačoch typu D a RS. Inverzný východ začína v malom kruhu.

Na vstupoch R a S pracuje spúšť rovnako ako jednoduchý Spúšťač RS, Pracovná úroveň týchto vstupov je nízka, čo sú označené krúžkami na spodnej strane terminálov. Rovnako ako v prípade spúšťača D, tieto vstupy majú prioritu: výskyt a udržanie nízkej úrovne na jednom z nich zakazuje zvyšné vstupy a krátky záporný impulz prenesie spúšť do zodpovedajúceho stavu až do nasledujúceho impulzu na vstupe C.

Vstup C je taktovaný. Keď spúšť pracuje v režime počítania, hrá úlohu informačného - práve na to prichádzajú impulzy počítania. V režime prijímania a ukladania informácií slúži ako hodiny, jeho účel je podobný podobnému vstupu D-spúšťača, ale logika činnosti je trochu iná a je určená stavom vstupov JK.

Obrázok 1. Vývod čipu K155TV1.

J a K sú spúšťacie riadiace vstupy. Kombinujú sa podľa schémy 3I, ktorá je na grafickom symbole označená symbolom & - logickým I. Tieto vstupy sa často v obvodoch jednoducho spoja, ukázalo sa, že má jeden vstup J a jeden vstup K. Niektoré série mikroobvodov majú tiež spúšťače JK, nazývajú sa tiež TB1, ale na rozdiel od série 155 majú jeden vstup J a K. Logika práce na týchto vstupoch je úplne rovnaká ako v prípade K155TV1, ale nemusíte zbierať 3 logické signály vysokej úrovne spolu. Príkladom takýchto mikroobvodov môže byť napríklad K176TV1, K561TV1, K1564TV1.

Naučiť sa logiku spúšťača JK

Ak sa chcete dozvedieť viac o činnosti spúšťača JK, stačí ho zapnúť, rovnako ako v predchádzajúcom článku, na doštičke a manuálne použiť vstupné signály. Naozaj musíte pripustiť, že si môžete zapamätať príručku s vlastnými inštrukciami o hraní na gitaru alebo gitarový akordeón, ale bez toho, aby ste nástroj vyzdvihli, nebudete sa naučiť hrať. Aj v prípade mikroobvodov: kým nevykonáte najjednoduchšie experimenty, bude ťažké porozumieť významu práce.

Ako vstupné signály, rovnakým spôsobom ako pri štúdiu D-spúšťača, použijeme prepojku vodiča pripojenú k spoločnému vodiču.

Obvod na testovanie JK spúšťača K155TV1 je znázornený na obrázku 2.

Obrázok 2. Testujte spúšťač KK K155TV1 JK.

Napájacie napätie je dodávané ako obvykle do 14. a 7. záverov mikroobvodu, ktoré sú na diagrame vyznačené ako vodiče so šípkami.

Na vizuálne pozorovanie stavu spúšťača na jeho výstupoch sú pripojené priame a inverzné LED indikátory. Rovnaký indikátor je pripojený na vstup C. Žiarovka LED signalizuje prítomnosť logickej úrovne jednotky (2,4 ... 5 V) na tomto výstupe. Na vstupe C sa zobrazí úroveň výstupného signálu pulzného generátora pripojeného na vstup C. Samozrejme stav vstupov a výstupov pri takejto nízkej frekvencii je možné celkom pozorovať bežným voltmetrom, ale to nie je príliš výhodné.

JK spúšťa činnosť na vstupoch RS

Aj keď sa obvod pred zapnutím ukázal ako veľmi jednoduchý, ako obvykle, mali by ste ho skontrolovať, či neobsahuje chyby, skraty a prerušenia: dokonca aj zapnutím napájania v opačnom smere môže byť mikroobvod nepoužiteľný. Toto pravidlo by sa malo pamätať a uplatňovať vo všetkých takýchto prípadoch, aj keď ide iba o elektrický obvod bez polovodičových zariadení.

Takže to zapnite. Pri prvom zapnutí sa musí rozsvietiť jedna z LED na výstupe, čo nie je známe. Je to kvôli prechodným javom pri zapnutí. Teraz použijeme striedavo na vstupy R a S nízku logickú úroveň pomocou vyššie uvedeného prepojovacieho vodiča. V tomto prípade by sa LED na výstupe mali striedavo prepínať, čo indikuje stav spúšťača. Tento režim činnosti sa nazýva asynchrónny - nevyžaduje ďalšie signály stroboskopu (povolenie, hodiny).

Nie je potrebné súčasne aplikovať nízku úroveň priamo na vstupy R a S: tento stav sa pre spúšťač považuje za zakázaný. Aj keď to nepovedie k nezvratným následkom vo forme výstupu z mikroobvodu, stav výstupov v tomto prípade nebude známy, čo nezodpovedá logike spúšťača. Ak je všetko v poriadku, môžete sa pokúsiť študovať fungovanie spúšťača na vstupoch JK.

Čo sa stane, keď sa na vstupy JK použije prepojovací kábel pomocou nízkeho vodiča? Vôbec nič: trigger uloží predchádzajúci stav, ktorý bude viditeľný žiarom indikátorov. Aby tieto vstupy ovplyvnili stav spúšťača, je potrebné aplikovať impulzy na vstup C z generátora, ktorého obvod je znázornený na obrázku 3. Na jeho zostavenie je potrebný ďalší čip K155LA3. Rýchlosť opakovania a trvanie impulzu by mali byť také, aby bolo možné vizuálne sledovať spúšťacie stavy.

Obrázok 3. Generátor hodín.

JK spúšťa činnosť v režime počítania

Ak sú vstupy JK pripojené, ako je to znázornené na obrázku 2a, potom spúšť bude fungovať v režime počítania: stav spúšťača sa bude meniť s každým vstupným impulzom. Rezistor R4 je v diagrame znázornený bodkovanou čiarou - nemôžete ho uviesť, pretože nepripojené vstupy sú stále v stave logickej jednotky. Hlavným účelom tohto odporu je ochrana pred rušením cez vstupy JK.

Časový diagram spúšťača JK je zobrazený na obrázku 2b a je veľmi podobný podobnému diagramu pre spúšťač D. Hlavný rozdiel spočíva v tom, že spúšťací stav sa nezmení v dôsledku pozitívneho rozdielu úrovne na vstupe C, ale záporného - keď sa úroveň vstupného impulzu zmení z vysokej úrovne na nízku.

Je ľahké vidieť, že frekvencia impulzov na výstupe zo spúšťača je presne dvakrát nižšia ako frekvencia vstupných impulzov. Preto sa spúšťače v režime počítania často používajú ako deliče frekvencie dvoma. Dva spúšťače zahrnuté do série rozdelia frekvenciu na štyri a tri spúšťače sa už rozdelia na osem, atď. Podľa sily 2.

Ak sa vyžaduje delič frekvencie s koeficientom nepárneho delenia, potom sa použije niekoľko spúšťačov so spätnou väzbou, ale toto bude prediskutované v ďalšej časti článku o počítadlách a impulzných tvarovačoch.

Z vyššie uvedeného vyplýva, že ak sú vstupy JK súčasne v stave logickej jednotky (vysoká úroveň), spúšťač pracuje v režime počítania. To znamená, že pre každý záporný rozdiel úrovne na vstupe C sa spúšťací stav zmení na opačný.

Spustenie činnosti na vstupoch JK

Čo sa stane, ak je na vstupoch JK prítomná logická nulová hladina? Na overenie stačí pripojiť aspoň jeden vstup JK (pamätajte, že K155TV1 má 3 J a 3 K vstupy kombinované podľa obvodu 3I) k spoločnému vodiču. Môžete sa však pripojiť k spoločnému vodiču a ku všetkým vstupom JK, toto už nie je disciplinované. Podľa LED indikátorov vidíme, že prichádzajú hodinové impulzy a spúšťací stav sa nemení.V stave, keď je logická nula na vstupoch J a K, je spúšťač JK - v režime ukladania informácií.

Zostáva zvážiť dva prípady. Jeden prípad je, keď je vstup J vysoký a vstup K je nízky. V tejto situácii je spúšť na vstupe C nastavená do jediného stavu - rozsvieti sa indikátor HL3 pripojený na priamy výstup spúšťača. HL2 je samozrejme splatená.

Ak sa stav vstupov JK v budúcnosti nezmení, potom každý impulz na vstupe C bude mať tiež tendenciu nastaviť spúšť do jediného stavu, aj keď už je v ňom. V tomto prípade hovoria, že na vstupe C sa predchádzajúci spúšťací stav v tomto prípade jednoducho potvrdí.

Druhým prípadom je, keď je vstup J nula a vstup K je jeden. V tomto stave, na vstupoch JK, prvý impulz na vstupe C, sa spúšť nastaví na nulu (je resetovaná) - indikátor HL3 zhasne a HL2 sa zapne. Ak sa stav vstupov JK nezmení, potom vstup C tiež potvrdí stav, ako je opísané vyššie, iba tentoraz nula.

Aby sme si ľahšie zapamätali, zhrnieme: dve jednotky na vstupoch JK sú režimy počítania. Rozumie sa, že podmienka 3I je splnená pre vstupy JK: jeden na všetkých troch vstupoch J a jeden na všetkých troch vstupoch K.

Dve nuly na vstupoch JK - režim ukladania informácií: impulzy na vstupe C spúšťacieho stavu nemožno zmeniť. Na získanie takého stavu stačí, že najmenej jeden vstup J a najmenej jeden vstup K má logickú nulovú úroveň.

V prípade, že sú všetky tri vstupy J - vysoké, je spúšť nastavená do jediného stavu. Súčasne najmenej jeden z 3 vstupov K musí mať nízku úroveň.

Na resetovanie spúšťača musí byť na aspoň jednom zo vstupov J prítomná nula a jeden musí byť držaný na všetkých troch vstupoch K.

Všetko, čo bolo napísané vyššie, je možné vidieť v tabuľke pravdy pre spúšťač K155TV1, ktorý je zobrazený na obrázku 4.

Obrázok 4. Tabuľka pravdy pre čip K155TV1.

Spúšťače rôznych typov sa tiež používajú ako prvky počítacích zariadení alebo jednoducho počítadlá, ako aj impulzové tvarovače. Toto bude prediskutované v ďalšej časti článku o logických obvodoch.

Pokračovanie článku: Logické čipy. Časť 10. Ako sa zbaviť odrazu kontaktov

E-kniha -Príručka pre začiatočníkov k mikrokontrolérom AVR