Logische chips. Deel 10. Hoe zich te ontdoen van het contact van contacten

Een trigger gebruiken als schakelaar

In de vorige delen van het artikel werden triggers zoals D en JK beschreven. Het is hier passend om eraan te herinneren dat deze triggers in de telmodus kunnen werken. Dit betekent dat wanneer de volgende puls op de klokingang aankomt (voor beide triggers is dit ingang C), de status van de trigger verandert in het tegenovergestelde.

Deze bedieningslogica lijkt erg op een gewone elektrische knop, zoals in een tafellamp: ingedrukt - aan, nogmaals ingedrukt - uit. In apparaten op digitale microschakelingen wordt de rol van een dergelijke knop meestal uitgevoerd door triggers die in de telmodus werken. Pulsen op hoog niveau worden geleverd aan de telingang en de triggeruitgangssignalen worden gebruikt om de uitvoerende circuits te besturen.

Het lijkt heel eenvoudig. Als u eenvoudig een knop op ingang C aansluit die deze ingang verbindt met een gemeenschappelijke draad wanneer deze wordt ingedrukt, dan verandert bij elke druk de trigger-status, zoals verwacht, in het tegenovergestelde. Om ervoor te zorgen dat dit niet zo is, volstaat het om dit circuit samen te stellen en op de knop te drukken: de trigger wordt niet elke keer in de juiste positie geïnstalleerd, maar vaker na meerdere keren drukken op de knop.

De triggerconditie wordt het best bewaakt met behulp van een LED-indicator, die herhaaldelijk in de vorige delen van het artikel is beschreven, of gewoon met behulp van een voltmeter. Waarom gebeurt dit, waarom werkt de trigger zo onstabiel, wat is de reden?

Wat is contactbounce

Het blijkt dat de bounce van contacten de schuld is van alles. Wat is dit? Alle contacten, zelfs de beste, zelfs reed-schakelaarsHet blijkt dat ze niet onmiddellijk sluiten. Hun betrouwbare verbinding wordt gehinderd door een reeks botsingen die ongeveer 1 milliseconde of zelfs meer duren. Dat wil zeggen, als we de knop een halve seconde ingedrukt houden, betekent dit niet dat er slechts één puls van een dergelijke duur is gevormd. Het uiterlijk wordt voorafgegaan door enkele tientallen, of misschien zelfs honderden impulsen.

Komend bij de telingang van de trigger, schakelt elke dergelijke puls deze naar een nieuwe toestand, die volledig overeenkomt met de logica van de trigger in de telmodus: alle pulsen worden geteld en het resultaat komt overeen met hun nummer. En de taak is om eenmaal op de knop te drukken om de trigger-status slechts eenmaal te wijzigen.

Een soortgelijk probleem is zelfs meer merkbaar wanneer het mechanische contact een snelheidssensor is, bijvoorbeeld in een apparaat voor het wikkelen van transformatoren, of in een vloeistofstroommeter: elke contactbewerking verhoogt de toestand van de elektronische meter niet met één, zoals verwacht, maar met een willekeurig getal. Het verhaal over de tellers zal wat later zijn, maar geloof voor nu gewoon dat dit precies zo is en niet anders.

Hoe zich te ontdoen van de contacten

De uitweg is weergegeven in figuur 1.

Figuur 1. Pulsvormer op de RS - trigger.

De eenvoudigste manier om contactbounce te elimineren is met de al bekende RS - trigger, die is geassembleerd op een K155LA3 logische chip, meer bepaald op de elementen DD1.1 en DD1.2. Laten we het eens zijn met die directe uitgang RS - trigger dit is pin 3, dus de omgekeerde uitgang is pin 6.

Wanneer de RS - trigger wordt samengesteld uit elementen van logische circuits, moet een dergelijke overeenkomst worden gesloten. Als de trigger een voltooide chip is, bijvoorbeeld K155TV1, wordt de positie van de directe en inverse uitgangen bepaald door de referentiegegevens. Maar zelfs in dit geval, als JK- en C-ingangen niet worden gebruikt en de microschakeling gewoon als een RS-trigger wordt gebruikt, kan de bovenstaande overeenkomst heel toepasselijk zijn. Bijvoorbeeld voor het gemak van het monteren van de chip op het bord.Natuurlijk worden tegelijkertijd ook de RS - ingangen verwisseld.

In de schakelaarpositie in het diagram, op de directe uitgang van de RS-trigger, is het niveau een logische eenheid en op de inverse natuurlijk een logische nul. De status van de teltrigger DD2.1 is tot nu toe hetzelfde gebleven als toen de stroom werd ingeschakeld.

Indien nodig kan het worden gereset met de SB2-knop. Om de trigger te resetten wanneer de stroom wordt ingeschakeld, is een kleine condensator aangesloten tussen de R - ingang en de gemeenschappelijke draad, binnen 0,05 ... 0,1 μF, en een weerstand met een weerstand van 1 ... 10 KOhm tussen de power plus en R - ingang. Totdat de condensator is opgeladen op de R-ingang, is er kort een logische nulspanning aanwezig. Deze korte nulimpuls is voldoende om de trigger te resetten. Als het volgens de bedrijfsomstandigheden van het apparaat nodig is om de trigger bij het inschakelen in te stellen op een enkele status, is een dergelijk RC-circuit verbonden met de S-ingang. We zullen de paragraaf over de RC-ketting beschouwen als een lyrische uitweiding, en nu gaan we door met het bestrijden van de contacten.

Als u op de SB1-knop drukt, wordt de rechter contactpen van de gemeenschappelijke draad gesloten. Tegelijkertijd zal op terminal 5 van de DD1.2-chip een hele reeks bouncepulsen verschijnen. Maar de prestaties van microchips van zelfs de langzaamste serie zijn veel hoger dan de snelheid van mechanische contacten. En daarom wordt de allereerste puls van RS - de trigger gereset naar nul, wat overeenkomt met een hoog niveau aan de omgekeerde uitgang.

Op dit moment wordt er een positieve spanningsval op gevormd, die op de C-ingang de trigger DD2.1 in de tegenovergestelde toestand schakelt, wat kan worden waargenomen met de LED HL2. Daaropvolgende bouncepulsen hebben geen invloed op de status van de RS-trigger, daarom blijft de status van de trigger DD2.1 ongewijzigd.

Wanneer u de knop SB1 loslaat, keert de trigger op de elementen DD1.1 DD1.2 terug naar een enkele status. Op dit moment wordt een negatieve spanningsval gevormd op de geïnverteerde uitgang (pin 6 DD1.2), die de status van trigger DD2.1 niet verandert. Om de teltrigger in zijn oorspronkelijke staat terug te brengen, moet de SB1-knop opnieuw worden ingedrukt. Met hetzelfde succes in een vergelijkbaar apparaat zal werken en JK - trigger.

Zo'n shaper is een typisch circuit en werkt duidelijk en zonder falen. Het enige nadeel is het gebruik van een draaiknop. Hieronder worden vergelijkbare shapers getoond, werkend vanaf een knop met een enkel contact.

Maatregelen om vals alarm te elimineren, anti-jamming

In het diagram ziet u een nieuw onderdeel - condensator C1, geïnstalleerd in het trigger-vermogenscircuit. Wat is zijn doel? Zijn hoofdtaak is het beschermen tegen interferentie, waarvoor niet alleen triggers gevoelig zijn, maar ook alle andere microschakelingen.

Als u de montage-elementen met een metalen voorwerp aanraakt, zullen deze impulsruis veroorzaken die de status van de triggers naar wens kan veranderen. Dezelfde interferentie in het circuit ontstaat wanneer zelfs één trigger wordt gebruikt, vooral meerdere. Deze interferentie wordt via de stroombussen van de ene chip naar de andere overgedragen en kan ook leiden tot valse trigger-switching.

Om te voorkomen dat dit gebeurt op de stroombussen en installeer blokkerende condensatoren. In de praktijk worden dergelijke condensatoren met een capaciteit van 0,033 ... 0,068 μF geïnstalleerd met de snelheid van één condensator voor elke twee of drie microschakelingen. Deze condensatoren zijn zo dicht mogelijk bij de stroomaansluitingen van de microschakelingen gemonteerd.

Een andere bron van valse triggering van microchips kunnen ongebruikte invoerpinnen zijn. Valse interferentiepulsen zullen voornamelijk op basis van dergelijke conclusies worden geïnduceerd. Om valse alarmen te bestrijden, moeten ongebruikte ingangsklemmen via weerstanden met een weerstand van 1 ... 10 KOhm op de positieve bus van de stroombron worden aangesloten. Bovendien, als de regeling niet is gebruikt logische elementen EN NIET, dan moeten hun ingangen worden aangesloten op een gemeenschappelijke draad, dat is de reden waarom een ​​logische eenheid aan de uitgang van dergelijke elementen verschijnt en al ongebruikte trigger-ingangen daarop aansluit.

Als een tuimelschakelaar of knop wordt gebruikt als signaalbron voor een microschakeling, is de situatie waarin het contact open is en een voldoende lange draad "in de lucht hangt" volkomen onaanvaardbaar. Al een dergelijke antenne zal zeer succesvol interferentie ontvangen. Daarom moeten dergelijke geleiders worden aangesloten op de positieve voedingsbus via een weerstand met een weerstand van 1 ... 10 KOhm.

Onderdrukking van knopgeklets met één paar contacten

Het gebruik van knoppen met één paar contacten is veel eenvoudiger, dus ze worden vaker gebruikt dan knoppen met rocker-contacten. Verschillende circuits ontworpen om het geratel van contacten van dergelijke knoppen te onderdrukken worden getoond in figuur 2.

Figuur 2

De werking van deze circuits is gebaseerd op tijdvertragingen die zijn ontstaan ​​met RC-ketens. Figuur 2a toont een circuit waarvan de werking het in- en uitschakelen vertraagt, figuur 2c bevat een circuit met alleen een vertraging en figuur 2d toont een circuit met een vertraagde uitschakeling. Deze circuits zijn enkele vibrators, waarover al in een deel van dit artikel is geschreven. Figuren 2b, 2d, 2e tonen hun tijddiagrammen.

Het is gemakkelijk om te zien dat deze formers zijn gemaakt op chips van de K561-serie, die verwijst naar CMOS-chips, dus de waarden van weerstanden en condensatoren worden specifiek voor dergelijke chips aangegeven. Deze shapers moeten worden gebruikt in circuits die zijn gebouwd op microcircuits van de K561-, K564-, K176-serie en dergelijke.

Boris Aladyshkin