Λογικές μάρκες. Μέρος 9. Δόνηση JK

Μια ιστορία για την ενεργοποίηση του JK και απλά πειράματα για να μελετήσει το έργο του.

Στα προηγούμενα μέρη του άρθρου περιγράφηκαν ενεργοποιητές όπως RS και D. Αυτή η ιστορία θα είναι ελλιπής αν δεν αναφέρετε Jk σκανδάλη. Καθώς και D σκανδάλη Έχει προηγμένη λογική εισόδου. Στη σειρά 155, αυτό είναι ένα τσιπ K155TV1 που κατασκευάζεται στο πακέτο DIP-14. Το pinout του, ή όπως λένε τώρα, το pinout (από την αγγλική PIN - pin) φαίνεται στο σχήμα 1a. Εξωτερικά ανάλογα SN7472N, SN7472J.

Εάν κάποιο συμπέρασμα δεν χρησιμοποιείται σε ένα συγκεκριμένο σχήμα, τότε είναι απολύτως αποδεκτό να μην το δείξουμε απλά, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1β.

Περιγραφή και σκοπός των συμπερασμάτων

Η σκανδάλη K155TV1 έχει άμεσες και ανάστροφη έξοδο. Στο σχήμα, αυτά είναι τα συμπεράσματα 8 και 6 αντίστοιχα. Ο σκοπός τους είναι ο ίδιος όπως και για τους προηγούμενους σκανδαλιστές τύπου D και RS. Η αντίστροφη έξοδος αρχίζει σε μικρό κύκλο.

Στις εισόδους R και S, η σκανδάλη λειτουργεί ακριβώς όπως μια απλή RS σκανδάλη. Το επίπεδο εργασίας για αυτές τις εισόδους είναι χαμηλό, το οποίο υποδεικνύεται από τους κύκλους στη βάση των ακροδεκτών. Όπως με τη σκανδάλη D, αυτές οι είσοδοι είναι προτεραιότητες: η εμφάνιση και η διατήρηση ενός χαμηλού επιπέδου σε ένα από αυτά απαγορεύει τις υπόλοιπες εισόδους και ένας βραχύς αρνητικός παλμός θα μεταφέρει τη σκανδάλη στην αντίστοιχη κατάσταση μέχρι τον επόμενο παλμό στην είσοδο C.

Η είσοδος C είναι χρονισμένη. Όταν η σκανδάλη λειτουργεί στη λειτουργία μέτρησης, παίζει το ρόλο της πληροφορίας - είναι ακριβώς εκεί που έρχονται οι παλμοί μέτρησης. Στον τρόπο λήψης και αποθήκευσης πληροφοριών, χρησιμεύει ως ρολόι, ο σκοπός του είναι παρόμοιος με μια παρόμοια είσοδο ενός σκανδάλου D, αλλά η λογική της λειτουργίας είναι κάπως διαφορετική και καθορίζεται από την κατάσταση των εισόδων JK.

Σχήμα 1. Το πλέγμα του τσιπ K155TV1.

J και K είναι εισόδους ελέγχου ενεργοποίησης. Συνδυάζονται σύμφωνα με το σχήμα 3Ι, το οποίο υποδεικνύεται με το σύμβολο Ι στο γραφικό σύμβολο. Πολύ συχνά, αυτές οι εισόδους απλά συνδέονται μεταξύ τους στα κυκλώματα, φαίνεται ότι έχει μία είσοδο J και μία K. Ορισμένες σειρές chip έχουν επίσης ενεργοποιήσεις JK, ονομάζονται επίσης TB1, αλλά σε αντίθεση με την σειρά 155, έχουν μία είσοδο J και K. Η λογική της εργασίας σε αυτές τις εισόδους είναι ακριβώς η ίδια με αυτή του K155TV1, αλλά δεν χρειάζεται να συλλέγετε 3 λογικά σήματα υψηλού επιπέδου μαζί. Ένα παράδειγμα τέτοιων μικροκυκλωμάτων μπορεί να χρησιμεύσει, για παράδειγμα, K176TV1, K561TV1, Κ1564TV1.

Μάθηση της λογικής της σκανδάλης JK

Για να εξοικειωθείτε με τη λειτουργία της σκανδάλης JK με περισσότερες λεπτομέρειες, απλά πρέπει να την ενεργοποιήσετε, όπως στο προηγούμενο άρθρο, στο breadboard και να εφαρμόσετε χειροκίνητα τα σήματα εισόδου. Πράγματι, πρέπει να παραδεχτείτε ότι μπορείτε να απομνημονεύσετε ένα εγχειρίδιο αυτο-διδασκαλίας για την αναπαραγωγή της κιθάρας ή ενός κουλοχέρη, αλλά χωρίς να παραλάβετε το όργανο, δεν θα μάθετε να παίζετε. Επίσης, στην περίπτωση των μικροκυκλωμάτων: έως ότου πραγματοποιήσετε τα απλούστερα πειράματα, θα είναι δύσκολο να κατανοήσετε τη σημασία του έργου.

Ως σήματα εισόδου, όπως ακριβώς και όταν μελετάμε τη σκανδάλη D, θα χρησιμοποιήσουμε έναν βραχυκυκλωτήρα συνδεδεμένο σε ένα κοινό καλώδιο.

Το κύκλωμα για τη δοκιμή της σκανδάλης JK K155TV1 παρουσιάζεται στο σχήμα 2.

Σχήμα 2. Δοκιμή ενεργοποίησης JK K155TV1.

Η τάση τροφοδοσίας παρέχεται ως συνήθως στο 14ο και 7ο συμπέρασμα του μικροκυκλώματος, το οποίο υποδεικνύεται στο διάγραμμα με τη μορφή αγωγών με βέλη.

Για οπτική παρατήρηση της κατάστασης της σκανδάλης στις εξόδους της, απευθείας και αντίστροφα, συνδέονται οι δείκτες LED. Η ίδια ένδειξη συνδέεται με την είσοδο C. Η ενδεικτική λυχνία LED δείχνει την παρουσία ενός επιπέδου λογικής μονάδας (2,4 ... 5V) σε αυτή την έξοδο. Στην είσοδο C θα εμφανιστεί η στάθμη του σήματος εξόδου της γεννήτριας παλμών που είναι συνδεδεμένη με την είσοδο C. Φυσικά, η κατάσταση των εισόδων και εξόδων με τόσο χαμηλή συχνότητα είναι αρκετά πιθανή να παρατηρηθεί με ένα συνηθισμένο βολτόμετρο, αλλά αυτό δεν είναι πολύ βολικό.

Λειτουργία ενεργοποίησης JK σε εισόδους RS

Παρόλο που το κύκλωμα αποδείχθηκε πολύ απλό πριν την ενεργοποίηση, όπως συνήθως, θα πρέπει να το ελέγξετε για σφάλματα, βραχυκύκλωμα και σπασίματα: ακόμη και απλά ενεργοποιώντας την ισχύ στην αντίθετη κατεύθυνση μπορεί να κάνει το μικροκυκλωτήρα άχρηστο. Αυτός ο κανόνας πρέπει να ληφθεί υπόψη και να εφαρμοστεί σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, ακόμη και αν πρόκειται για ένα ηλεκτρικό κύκλωμα χωρίς συσκευές ημιαγωγού.

Γυρίστε το. Όταν ενεργοποιείτε για πρώτη φορά, μία από τις λυχνίες LED στην έξοδο πρέπει να είναι αναμμένη, κάτι που είναι άγνωστο. Αυτό οφείλεται σε μεταβατικές αλλαγές όταν είναι ενεργοποιημένη. Τώρα θα εφαρμόσουμε ένα χαμηλό επίπεδο λογικής, χρησιμοποιώντας τον προαναφερθέντα βραχυκυκλωτήρα, εναλλακτικά στις εισόδους R και S. Σε αυτή την περίπτωση, οι λυχνίες LED στην έξοδο πρέπει εναλλακτικά να αλλάζουν, υποδεικνύοντας την κατάσταση της σκανδάλης. Αυτός ο τρόπος λειτουργίας ονομάζεται ασύγχρονος - δεν απαιτεί πρόσθετα σήματα strobe (ενεργοποίηση, ρολόι).

Δεν είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί ταυτόχρονα ένα χαμηλό επίπεδο απευθείας στις εισόδους R και S: αυτή η κατάσταση θεωρείται απαγορευμένη για την ενεργοποίηση. Αν και δεν θα οδηγήσει σε μη αναστρέψιμες συνέπειες υπό μορφή εξόδου του μικροκυκλώματος, η κατάσταση των εξόδων σε αυτήν την περίπτωση θα είναι άγνωστη, η οποία δεν αντιστοιχεί στη λογική της σκανδάλης. Εάν όλα είναι καλά, τότε μπορείτε να πάτε σε πειράματα μελετώντας τη λειτουργία μιας σκανδάλης στις εισόδους JK.

Τι συμβαίνει εάν εφαρμοστεί ένα χαμηλό καλώδιο στις είσοδοι JK με καλώδιο βραχυκυκλωτήρα; Τίποτα τίποτα: η σκανδάλη θα αποθηκεύσει την προηγούμενη κατάσταση, η οποία θα είναι ορατή από τη λάμψη των δεικτών. Προκειμένου οι εν λόγω είσοδοι να επηρεάσουν την κατάσταση της σκανδάλης, είναι απαραίτητο να εφαρμοστούν παλμοί στην είσοδο C από τη γεννήτρια, το κύκλωμα της οποίας φαίνεται στο σχήμα 3. Για τη συναρμολόγησή της χρειάζεται ένα επιπλέον τσιπ K155LA3. Ο ρυθμός επανάληψης των παλμών και η διάρκεια πρέπει να είναι τέτοια ώστε να είναι δυνατή η οπτική παρακολούθηση των καταστάσεων σκανδαλισμού.

Εικόνα 3. Γεννήτρια ρολογιού.

Λειτουργία JK ενεργοποίησης στη λειτουργία καταμέτρησης

Εάν οι είσοδοι JK είναι συνδεδεμένες, όπως φαίνεται στο σχήμα 2α, τότε η σκανδάλη θα λειτουργήσει σε κατάσταση μέτρησης: η κατάσταση της σκανδάλης θα αλλάξει με κάθε παλμό εισόδου. Η αντίσταση R4 εμφανίζεται στο διάγραμμα με μια διακεκομμένη γραμμή - δεν μπορείτε να την τοποθετήσετε, επειδή οι μη συνδεδεμένες εισόδους βρίσκονται ακόμα στην κατάσταση μιας λογικής μονάδας. Ο κύριος σκοπός αυτής της αντιστάσεως είναι η προστασία από παρεμβολές μέσω των εισόδων JK.

Το διάγραμμα χρονισμού της σκανδάλης JK φαίνεται στο σχήμα 2b και είναι πολύ παρόμοιο με ένα παρόμοιο διάγραμμα για την σκανδάλη D. Η κύρια διαφορά είναι ότι η αλλαγή στην κατάσταση σκανδαλισμού δεν συμβαίνει λόγω μιας θετικής διαφοράς στάθμης στην είσοδο C, αλλά μια αρνητική - της μετάβασης του επιπέδου παλμού εισόδου από ένα υψηλό επίπεδο σε ένα χαμηλό επίπεδο.

Είναι εύκολο να δούμε ότι η συχνότητα των παλμών στην έξοδο της σκανδάλης είναι ακριβώς δύο φορές χαμηλότερη από τη συχνότητα των παλμών εισόδου. Επομένως, οι ενεργοποιήσεις στη λειτουργία καταμέτρησης χρησιμοποιούνται συχνά ως διαιρέτες συχνότητας κατά δύο. Δύο ενεργοποιητές που περιλαμβάνονται σε σειρά θα διαιρέσουν τη συχνότητα σε τέσσερις και οι τρεις ενεργοποιητές θα χωριστούν ήδη σε οκτώ, και ούτω καθεξής σύμφωνα με τη δύναμη των 2.

Εάν απαιτείται ένας διαιρέτης συχνότητας με έναν συντελεστή περίεργου διαίρεσης, τότε χρησιμοποιούνται αρκετές ενεργοποιήσεις με ανατροφοδοτήσεις, αλλά αυτό θα συζητηθεί στο επόμενο μέρος του άρθρου σχετικά με μετρητές και διαμορφωτές παλμών.

Από τα παραπάνω μπορούμε να συμπεράνουμε: εάν οι είσοδοι JK βρίσκονται ταυτόχρονα σε κατάσταση λογικής μονάδας (υψηλό επίπεδο), η σκανδάλη λειτουργεί στη λειτουργία μέτρησης. Αυτό σημαίνει ότι για κάθε αρνητική διαφορά στάθμης στην είσοδο C, η κατάσταση ενεργοποίησης αλλάζει προς το αντίθετο.

Λειτουργία ενεργοποίησης στις εισόδους JK

Τι συμβαίνει εάν υπάρχει ένα λογικό επίπεδο μηδέν στις εισόδους JK; Για να ελέγξετε αυτό, αρκεί να συνδέσετε τουλάχιστον μία είσοδο JK (υπενθυμίζουμε ότι το K155TV1 έχει 3 J και 3 K εισόδους, συνδυασμένες σύμφωνα με το κύκλωμα 3I) σε ένα κοινό καλώδιο. Αλλά μπορείτε να συνδεθείτε με το κοινό καλώδιο και όλες τις εισόδους του JK, αυτό είναι ήδη ξεκάθαρο. Σύμφωνα με τους δείκτες LED, βλέπουμε ότι οι παλμοί ρολογιού έρχονται και η κατάσταση σκανδάλης δεν αλλάζει.Σε κατάσταση όπου η μηδενική λογική στις εισόδους J και K, η ενεργοποίηση JK είναι σε λειτουργία αποθήκευσης πληροφοριών.

Απομένει να εξεταστούν δύο περιπτώσεις. Η πρώτη περίπτωση είναι όταν η είσοδος J είναι υψηλή και η είσοδος K είναι χαμηλή. Σε αυτή την περίπτωση, η σκανδάλη στην είσοδο C τίθεται σε μία μόνο κατάσταση - ο δείκτης HL3 που συνδέεται με την άμεση έξοδο της σκανδάλης ανάβει. HL2, βέβαια, αποπληρώνεται.

Εάν η κατάσταση των εισόδων JK δεν αλλάζει στο μέλλον, τότε κάθε παλμός στην είσοδο C θα έχει επίσης την τάση να θέτει τη σκανδάλη σε μία μόνο κατάσταση, αν και βρίσκεται ήδη σε αυτήν. Σε αυτή την περίπτωση, λένε ότι στην είσοδο C, η προηγούμενη κατάσταση ενεργοποίησης στην περίπτωση αυτή επιβεβαιώνεται απλά.

Η δεύτερη περίπτωση είναι όταν η είσοδος J είναι μηδέν και η είσοδος Κ είναι μία. Στην κατάσταση αυτή, στις εισόδους JK, ο πρώτος παλμός στην είσοδο C, η σκανδάλη στο μηδέν (επαναφέρεται) - η ένδειξη HL3 σβήνει και η ένδειξη HL2 ανάβει. Εάν η κατάσταση των εισόδων JK δεν αλλάξει, τότε η είσοδος C επιβεβαιώνει επίσης την κατάσταση, όπως περιγράφεται παραπάνω, μόνο αυτή τη φορά μηδέν.

Έτσι, για να είναι ευκολότερο να θυμηθούμε, να συνοψίσουμε: δύο μονάδες στις εισόδους του JK είναι ένας τρόπος καταμέτρησης. Είναι κατανοητό ότι η συνθήκη 3Ι πληρούται για τις εισόδους JK: μία και στις τρεις εισόδους J, και μία και στις τρεις εισόδους Κ.

Δύο μηδενικά στις εισόδους JK - λειτουργία αποθήκευσης πληροφοριών: οι παλμοί στην είσοδο C της κατάστασης σκανδάλης δεν μπορούν να αλλάξουν. Για να επιτευχθεί μια τέτοια κατάσταση, αρκεί ότι τουλάχιστον μία είσοδος J Και τουλάχιστον μία είσοδος Κ έχει λογικό μηδενικό επίπεδο.

Στην περίπτωση που οι τρεις είσοδοι J είναι υψηλές, η σκανδάλη έχει ρυθμιστεί σε μία μόνο κατάσταση. Ταυτόχρονα, τουλάχιστον μία από τις 3 εισόδους του K πρέπει να έχει χαμηλό επίπεδο.

Για να επαναφέρετε μια σκανδάλη, πρέπει να υπάρχει μηδέν τουλάχιστον σε μία από τις εισόδους J και πρέπει να κρατηθεί και στις τρεις εισόδους Κ.

Όλα όσα γράφηκαν παραπάνω μπορούν να βρεθούν στον πίνακα αλήθειας για το σκανδάλη K155TV1, το οποίο φαίνεται στο Σχήμα 4.

Σχήμα 4. Ο πίνακας αλήθειας για το τσιπ K155TV1.

Οι ενεργοποιητές διαφόρων τύπων χρησιμοποιούνται επίσης ως στοιχεία συσκευών μέτρησης ή απλά μετρητές, καθώς και διαμορφωτές παλμών. Αυτό θα συζητηθεί στο επόμενο μέρος του άρθρου σχετικά με τα λογικά κυκλώματα.

Συνέχεια του άρθρου: Λογικές μάρκες. Μέρος 10. Πώς να απαλλαγείτε από την αναπήδηση των επαφών

Ηλεκτρονικό βιβλίο -Οδηγός αρχαρίων για τους μικροελεγκτές AVR