Puces logiques. Partie 10. Comment se débarrasser du rebond des contacts

Utiliser un déclencheur comme interrupteur

Dans les parties précédentes de l'article, des déclencheurs comme D et JK ont été décrits. Il conviendra ici de rappeler que ces déclencheurs peuvent fonctionner en mode comptage. Cela signifie que lorsque l'impulsion suivante arrive à l'entrée d'horloge (pour les deux déclencheurs, il s'agit de l'entrée C), l'état du déclencheur change en sens inverse.

Cette logique de fonctionnement est très similaire au bouton électrique habituel, comme dans une lampe de table: enfoncé - allumé, enfoncé à nouveau - éteint. Dans les dispositifs basés sur des microcircuits numériques, le rôle d'un tel bouton est le plus souvent réalisé par des déclencheurs fonctionnant en mode comptage. Des impulsions de haut niveau sont fournies à l'entrée de comptage et les signaux de sortie de déclenchement sont utilisés pour contrôler les circuits exécutifs.

Cela semblerait très simple. Si vous connectez simplement un bouton à l'entrée C qui relie cette entrée à un fil commun lorsque vous appuyez dessus, à chaque pression, l'état de déclenchement changera, comme prévu, à l'inverse. Pour s'assurer que ce n'est pas le cas, il suffit de monter ce circuit et d'appuyer sur le bouton: la gâchette ne sera pas installée dans la bonne position à chaque fois, mais plus souvent après plusieurs pressions de bouton.

La condition de déclenchement est mieux surveillée à l'aide d'un indicateur LED, qui a été décrit à plusieurs reprises dans les parties précédentes de l'article, ou simplement à l'aide d'un voltmètre. Pourquoi cela se produit-il, pourquoi le déclencheur fonctionne-t-il si instablement, quelle est la raison?

Qu'est-ce que le rebond de contact

Il s'avère que le rebond des contacts est à blâmer pour tout. Qu'est-ce que c'est? Tous les contacts, même les meilleurs, même interrupteurs à lamesIl s'avère qu'ils ne ferment pas immédiatement. Leur connexion fiable est entravée par toute une série de collisions, qui dure environ 1 milliseconde ou plus. Autrement dit, si nous avons appuyé sur le bouton et le maintenir enfoncé pendant une demi-seconde, cela ne signifie pas du tout qu'une seule impulsion d'une telle durée s'est formée. Son apparition est précédée de plusieurs dizaines, voire de centaines d'impulsions.

En arrivant à l'entrée de comptage du déclencheur, chacune de ces impulsions le fait basculer dans un nouvel état, ce qui correspond pleinement à la logique du déclencheur en mode comptage: toutes les impulsions seront comptées et le résultat correspondra à leur nombre. Et la tâche consiste à appuyer une fois sur le bouton pour modifier l'état de déclenchement une seule fois.

Un problème similaire est encore plus perceptible lorsque le contact mécanique est un capteur de vitesse, par exemple dans un dispositif pour enrouler des transformateurs, ou dans un débitmètre de liquide: chaque opération de contact augmente l'état du compteur électronique non pas comme prévu, mais par un nombre aléatoire. L'histoire des compteurs sera un peu plus tard, mais pour l'instant, croyez simplement que c'est exactement le cas, et non autrement.

Comment se débarrasser du rebond des contacts

La sortie est illustrée à la figure 1.

Figure 1. Formateur d'impulsions sur le déclencheur RS.

Le moyen le plus simple pour éliminer le rebond de contact est le déclencheur RS déjà connu, qui est assemblé sur une puce logique K155LA3, plus précisément sur ses éléments DD1.1 et DD1.2. Convenons que la sortie directe RS - déclencheur c'est la broche 3, respectivement, la sortie inverse est la broche 6.

Lorsque le déclencheur RS est assemblé à partir d'éléments de circuits logiques, il est nécessaire de conclure un tel accord. Si le déclencheur est un microcircuit fini, par exemple K155TV1, la position des sorties directes et inverses est spécifiée par ses données de référence. Mais, même dans ce cas, si les entrées JK et C ne sont pas utilisées et que le microcircuit est utilisé simplement comme déclencheur RS, l'accord ci-dessus peut être tout à fait approprié. Par exemple, pour faciliter le montage de la puce sur la carte.Bien entendu, en même temps, les entrées RS sont également permutées.

Dans la position de commutation indiquée dans le diagramme, sur la sortie directe du déclencheur RS, le niveau est une unité logique et, à l'inverse, bien sûr, un zéro logique. Jusqu'à présent, l'état du déclencheur de comptage DD2.1 reste le même que lors de la mise sous tension.

Si nécessaire, il peut être réinitialisé à l'aide du bouton SB2. Pour réinitialiser le déclencheur à la mise sous tension, un petit condensateur est connecté entre l'entrée R - et le fil commun, à 0,05 ... 0,1 μF, et une résistance avec une résistance de 1 ... 10 KOhm entre l'alimentation plus et l'entrée R -. Jusqu'à ce que le condensateur soit chargé à l'entrée R -, une tension zéro logique est brièvement présente. Cette courte impulsion zéro est suffisante pour réinitialiser le déclencheur. Si, selon les conditions de fonctionnement de l'appareil, il est nécessaire de régler le déclencheur à la mise sous tension sur un seul état, alors un tel circuit RC est connecté à l'entrée S. Nous allons considérer le paragraphe sur la chaîne RC comme une digression lyrique, et maintenant nous continuons à lutter contre le rebond des contacts.

Appuyez sur le bouton SB1 pour fermer sa broche de contact droite au fil commun. En même temps, à la borne 5 du microcircuit DD1.2, toute une série d'impulsions de rebond apparaîtra. Mais les performances des micropuces, même des séries les plus lentes, sont bien supérieures à la vitesse des contacts mécaniques. Et donc, la toute première impulsion de RS - le déclencheur sera remis à zéro, ce qui correspond à un niveau élevé à la sortie inverse.

À ce moment, une chute de tension positive se forme sur celui-ci, ce qui, à l'entrée C -, fait passer le déclencheur DD2.1 dans l'état opposé, qui peut être observé à l'aide de la LED HL2. Les impulsions de rebond suivantes n'affectent pas l'état du déclencheur RS, par conséquent, l'état du déclencheur DD2.1 reste inchangé.

Lorsque vous relâchez le bouton SB1, le déclencheur sur les éléments DD1.1 DD1.2 revient à un seul état. À ce moment, une chute de tension négative se forme à la sortie inverse (broche 6 de DD1.2), ce qui ne change pas l'état du déclencheur DD2.1. Afin de ramener le déclencheur de comptage à son état d'origine, le bouton SB1 devra être pressé à nouveau. Avec le même succès dans un appareil similaire fonctionnera et JK - déclencheur.

Un tel shaper est un circuit typique et fonctionne clairement et sans faute. Son seul inconvénient est l'utilisation d'un bouton flip contact. Ci-dessous seront montrés des shapers similaires, fonctionnant à partir d'un bouton avec un seul contact.

Mesures pour éliminer les fausses alarmes, anti-brouillage

Dans le schéma, vous pouvez voir une nouvelle pièce - le condensateur C1, installé dans le circuit de puissance de déclenchement. Quel est son but? Sa tâche principale est de protéger contre les interférences, auxquelles non seulement les déclencheurs sont sensibles, mais aussi tous les autres microcircuits.

Si vous touchez les éléments de montage avec un objet métallique, ils créeront un bruit d'impulsion qui peut changer l'état des déclencheurs comme vous le souhaitez. La même interférence dans le circuit est créée lorsque même un déclencheur est utilisé, en particulier plusieurs. Cette interférence est transmise via les bus d'alimentation d'une puce à l'autre et peut également provoquer une commutation de faux déclencheurs.

Pour éviter que cela ne se produise sur les bus d'alimentation et installez des condensateurs de blocage. En pratique, de tels condensateurs d'une capacité de 0,033 ... 0,068 μF sont installés à raison d'un condensateur pour deux ou trois microcircuits. Ces condensateurs sont montés le plus près possible des bornes de puissance des microcircuits.

Une autre source de faux déclenchement de micropuces peut être les broches d'entrée inutilisées. Des impulsions parasites parasites seront induites principalement sur de telles conclusions. Pour lutter contre les fausses alarmes, les bornes d'entrée non utilisées doivent être connectées via des résistances d'une résistance de 1 ... 10 KOhm au bus positif de la source d'alimentation. En outre, si le régime n'a pas été utilisé éléments logiques ET NON, alors leurs entrées doivent être connectées à un fil commun, c'est pourquoi une unité logique apparaîtra à la sortie de ces éléments et leur connectera des entrées de déclenchement inutilisées.

Si un interrupteur à bascule ou un bouton est utilisé comme source de signal pour un microcircuit, la situation lorsque le contact est ouvert et qu'un fil suffisamment long reste «suspendu dans l'air» est totalement inacceptable. Une telle antenne recevra déjà avec succès des interférences. Par conséquent, ces conducteurs doivent être connectés au bus de puissance positive via une résistance avec une résistance de 1 ... 10 KOhm.

Suppression de bavardage de bouton avec une paire de contacts

L'utilisation de boutons avec une paire de contacts est beaucoup plus simple, ils sont donc utilisés plus souvent que les boutons avec contacts à bascule. Plusieurs circuits conçus pour supprimer le bavardage des contacts de ces boutons sont illustrés à la figure 2.

Figure 2

Le fonctionnement de ces circuits est basé sur des retards créés à l'aide de chaînes RC. La figure 2a montre un circuit dont le fonctionnement retarde l'activation et la désactivation, la figure 2c contient un circuit avec un retard uniquement activé et la figure 2d montre un circuit avec un arrêt retardé. Ces circuits sont des vibrateurs simples, qui ont déjà été décrits dans une partie de cet article. Les figures 2b, 2d, 2e montrent leurs chronogrammes.

Il est facile de voir que ces formeurs sont fabriqués sur des puces de la série K561, qui fait référence aux puces CMOS, de sorte que les valeurs des résistances et des condensateurs sont indiquées spécifiquement pour ces puces. Ces conformateurs doivent être utilisés dans des circuits construits sur des microcircuits des séries K561, K564, K176 et similaires.

Boris Aladyshkin