Logické čipy. Část 9. Spouštěč JK

Příběh o JK triggeru a jednoduchých experimentech studujících jeho práci.

V předchozích částech článku byly popsány spouštěče jako RS a D. Tento příběh bude neúplný, pokud nezmíníte Spoušť Jk. Stejně jako D spouště Má pokročilou vstupní logiku. V řadě 155 se jedná o čip K155TV1 vyrobený v balíčku DIP-14. Jeho vývod, nebo jak se říká nyní, vývod (z anglického PIN - pin) je znázorněn na obrázku 1a. Cizí analogy SN7472N, SN7472J.

Pokud není v konkrétním schématu použit žádný závěr, je zcela přijatelné jej jednoduše neukazovat, jak je znázorněno na obrázku 1b.

Popis a účel závěrů

Spouštěč K155TV1 má přímé a inverzní výstupy. Na obrázku jsou závěry 8 a 6. Jejich účel je stejný jako u dříve uvažovaných spouště typu D a RS. Inverzní výstup začíná v malém kruhu.

Na vstupech R a S pracuje spoušť stejně jako jednoduchý RS trigger. Pracovní úroveň těchto vstupů je nízká, což indikují kruhy na spodní straně terminálů. Stejně jako u spouštěče D jsou tyto vstupy prioritou: výskyt a udržování nízké úrovně na jednom z nich zakazuje zbývající vstupy a krátký záporný impuls přenese spouště do odpovídajícího stavu až do dalšího impulsu na vstupu C.

Vstup C je taktován. Když spoušť pracuje v režimu počítání, hraje roli informačního - právě na to přichází počítací impulsy. V režimu přijímání a ukládání informací slouží jako hodiny, jeho účel je podobný jako podobný vstup D-spouštěče, ale logika činnosti je poněkud odlišná a je určena stavem vstupů JK.

Obrázek 1. Pinout čipu K155TV1.

J a K jsou spouštěcí řídicí vstupy. Jsou kombinovány podle schématu 3I, které je na grafickém symbolu označeno symbolem & - logický I. Tyto vstupy se často v obvodech jednoduše spojí, ukazuje se, že má jeden vstup J a jeden vstup K. Některé řady čipů mají také spouštěče JK, nazývají se také TB1, ale na rozdíl od řady 155 mají jeden vstup J a K. Logika práce na těchto vstupech je přesně stejná jako u K155TV1, ale nemusíte shromažďovat 3 logické signály na vysoké úrovni společně. Příklad takových mikroobvodů může sloužit například K176TV1, K561TV1, K1564TV1.

Naučit se logiku spouštěče JK

Abyste se podrobněji seznámili s provozem spouštěče JK, stačí jej zapnout, jako v předchozím článku, na prkénku a ručně použít vstupní signály. Opravdu musíte připustit, že si můžete zapamatovat příručku s pokyny pro hraní na kytaru nebo akordeon tlačítka, ale bez vyzvednutí nástroje se nebudete učit hrát. Také v případě mikroobvodů: Dokud neprovedete nejjednodušší experimenty, bude obtížné porozumět významu práce.

Jako vstupní signály, stejně jako při studiu spouštěče D, použijeme propojku propojenou s běžným drátem.

Obvod pro testování JK spouštěče K155TV1 je znázorněn na obrázku 2.

Obrázek 2. Testovací spouštěč JK K155TV1.

Napájecí napětí je dodáváno jako obvykle do 14. a 7. závěru mikroobvodu, který je znázorněn na obrázku ve formě vodičů se šipkami.

Pro vizuální sledování stavu spouště na jeho výstupy, přímé a inverzní, jsou připojeny LED indikátory. Stejný indikátor je připojen ke vstupu C. LED dioda signalizuje přítomnost úrovně logické jednotky (2,4 ... 5 V) na tomto výstupu. Na vstupu C se zobrazí úroveň výstupního signálu pulzního generátoru připojeného ke vstupu C. Samozřejmě stav vstupů a výstupů při tak nízké frekvenci je možné běžně pozorovat běžným voltmetrem, ale to není příliš pohodlné.

JK spouští provoz na RS - vstupech

Přestože se obvod před zapnutím ukázal jako velmi jednoduchý, měli byste jej jako obvykle zkontrolovat na chyby, zkraty a přerušení: i pouhým zapnutím napájení v opačném směru může být mikroobvod nepoužitelný. Toto pravidlo by mělo být zapamatováno a aplikováno ve všech takových případech, i když se jedná pouze o elektrický obvod bez polovodičových zařízení.

Takže to zapni. Při prvním zapnutí musí být rozsvícena jedna z LED na výstupu, což není známo. Je to kvůli přechodným stavům při zapnutí. Nyní budeme střídavě na vstupy R a S aplikovat nízkou logickou úroveň pomocí výše uvedeného propojovacího můstku. V tomto případě by se diody LED na výstupu měly střídavě přepínat, což indikuje stav spouště. Tento provozní režim se nazývá asynchronní - nevyžaduje další signály stroboskopu (povolení, hodiny).

Není nutné současně aplikovat nízkou úroveň přímo na vstupy R a S: tento stav je pro spouštěč považován za zakázaný. Ačkoli to nepovede k nevratným důsledkům ve formě výstupu mikroobvodu, stav výstupů v tomto případě nebude znám, což neodpovídá logice spouště. Pokud je vše v pořádku, můžete přistoupit k pokusům o studii fungování spouště na vstupech JK.

Co se stane, když je na vstupy JK přiveden propojovací vodič nízkým vodičem? Vůbec nic: spoušť uloží předchozí stav, který bude viditelný záři indikátorů. Aby tyto vstupy ovlivňovaly stav spouště, je nutné aplikovat impulzy na vstup C z generátoru, jehož obvod je znázorněn na obrázku 3. K jeho sestavení je zapotřebí další čip K155LA3. Rychlost opakování pulsu a doba trvání by měla být taková, aby bylo možné vizuální monitorování spouštěcích stavů.

Obrázek 3. Generátor hodin.

JK spouští provoz v režimu počítání

Pokud jsou vstupy JK připojeny, jak je znázorněno na obrázku 2a, pak spoušť bude fungovat v režimu počítání: stav spouště se změní s každým vstupním impulzem. Odpor R4 je na obrázku znázorněn tečkovanou čarou - nelze to dát, protože nepřipojené vstupy jsou stále ve stavu logické jednotky. Hlavním účelem tohoto rezistoru je ochrana proti rušení prostřednictvím vstupů JK.

Časový diagram spouštěče JK je zobrazen na obrázku 2b a je velmi podobný obdobnému schématu pro spouštěč D -. Hlavním rozdílem je, že spouštěcí stav se nemění kvůli kladnému rozdílu úrovně na vstupu C, ale zápornému - když se úroveň vstupního impulsu změní z vysoké úrovně na nízkou.

Je snadno vidět, že frekvence pulzů na výstupu spouště je přesně dvakrát nižší než frekvence vstupních impulsů. Spouštěče v režimu počítání se proto často používají jako děliče frekvence dvěma. Dva triggery zařazené do série rozdělí frekvenci na čtyři a tři triggery budou již rozděleny na osm atd. Podle výkonu 2.

Pokud je vyžadován dělič kmitočtu s koeficientem lichého dělení, je použito několik triggerů se zpětnou vazbou, ale to bude diskutováno v další části článku o čítačích a impulsních tvarovačích.

Z výše uvedeného můžeme vyvodit: pokud jsou vstupy JK současně ve stavu logické jednotky (vysoká úroveň), spoušť pracuje v režimu počítání. To znamená, že pro každý záporný rozdíl úrovně na vstupu C se spouštěcí stav změní na opačný.

Spouštěcí operace na vstupech JK

Co se stane, pokud je na vstupech JK přítomna logická nulová úroveň? K ověření toho stačí připojit alespoň jeden vstup JK (vzpomeňte, že K155TV1 má 3 J a 3 K vstupy kombinované podle obvodu 3I) ke společnému vodiči. Ale můžete se připojit ke společnému drátu a ke všem vstupům JK, to je již neprokázané. Podle LED indikátorů vidíme, že hodinové impulsy přicházejí a spouštěcí stav se nemění.Ve stavu, kdy logická nula na vstupech J a K je spouštěč JK - v režimu ukládání informací.

Zbývá zvážit dva případy. Jeden případ je, když je vstup J vysoký a vstup K je nízký. V této situaci je spouštěč na vstupu C nastaven do jediného stavu - rozsvítí se indikátor HL3 připojený k přímému výstupu spouště. HL2 je samozřejmě splacena.

Pokud se stav vstupů JK v budoucnosti nezmění, pak každý impuls na vstupu C bude mít také tendenci nastavit spouště do jediného stavu, ačkoli je již v tomto stavu. V tomto případě říkají, že na vstupu C je předchozí spouštěcí stav v tomto případě jednoduše potvrzen.

Druhým případem je, když vstup J je nula a vstup K je jeden. V tomto stavu se na vstupech JK, první impuls na vstupu C, nastaví spouště na nulu (reset) - indikátor HL3 zhasne a HL2 se zapne. Pokud se stav vstupů JK nezmění, pak vstup C rovněž potvrdí stav, jak je popsáno výše, pouze tentokrát nula.

Abychom si snadněji zapamatovali, shrni: dvě jednotky na vstupech JK jsou režimem počítání. Rozumí se, že podmínka 3I je splněna pro vstupy JK: jeden na všech třech vstupech J a jeden na všech třech vstupech K.

Dvě nuly na vstupech JK - režim ukládání informací: pulzy na vstupu C spouštěcího stavu nelze změnit. K získání takového stavu stačí, že alespoň jeden vstup J a alespoň jeden vstup K má logickou nulovou úroveň.

V případě, že jsou všechny tři vstupy J - vysoké, je spouštěč nastaven do jediného stavu. Současně musí mít alespoň jeden ze 3 vstupů K nízkou hladinu.

Pro resetování spouště musí být na alespoň jednom ze vstupů J přítomna nula a jeden musí být držen na všech třech vstupech K.

Vše, co bylo napsáno výše, najdete v tabulce pravdy pro spouštěč K155TV1, který je zobrazen na obrázku 4.

Obrázek 4. Tabulka pravdy pro čip K155TV1.

Spouštěče různých typů se také používají jako prvky počítacích zařízení, nebo jednoduše čítačů, jakož i pulzních tvarovačů. To bude diskutováno v další části článku o logických obvodech.

Pokračování článku: Logické čipy. Část 10. Jak se zbavit odrazů kontaktů

E-kniha -Průvodce pro mikrokontroléry AVR pro začátečníky