Logički čipovi. Dio 10. Kako se riješiti odbijanja kontakata

Korištenje okidača kao sklopke

U prethodnim dijelovima članka opisani su okidači poput D i JK. Ovdje će biti prikladno podsjetiti da ti okidači mogu raditi u načinu brojanja. To znači da kada sljedeći impuls dođe na ulaz sata (za oba okidača ovo je ulaz C), stanje okidača mijenja se u suprotno.

Ova logika rada vrlo je slična uobičajenom električnom gumbu, kao na stolnoj svjetiljci: pritisnut - uključen, ponovo pritisnut - isključen. U uređajima na digitalnim mikrovezama ulogu takvog gumba najčešće obavljaju okidači koji rade u načinu brojanja. Na brojanje ulaza isporučuju se impulsi visoke razine, a izlazni signali okidača koriste se za kontrolu izvršnih krugova.

Činilo bi se vrlo jednostavnim. Ako jednostavno spojite tipku na ulaz C koji povezuje ovaj ulaz u zajedničku žicu kada se pritisne, tada će se svakim pritiskom stanje okidača promijeniti, kao što se očekivalo, u suprotno. Da biste bili sigurni da to nije tako, dovoljno je sastaviti ovaj krug i pritisnuti gumb: okidač neće biti instaliran u pravom položaju svaki put, ali češće nakon nekoliko pritiska na tipki.

Stanje okidača najbolje je pratiti pomoću LED indikatora, koji je više puta opisan u prethodnim dijelovima članka, ili jednostavno pomoću voltmetra. Zašto se to događa, zašto okidač djeluje tako nestabilno, što je razlog?

Što je kontaktni odskok

Ispada da je za sve krivac krivnja za kontakte. Što je ovo? Bilo koji kontakti, čak i najbolji, čak reed prekidačiIspada da se ne zatvaraju odmah. Njihovu pouzdanu vezu ometa čitav niz sudara, koji traju oko milisekunde ili čak i više. To jest, ako smo pritisnuli gumb i držali ga pritisnutim pola sekunde, to uopće ne znači da se stvorio samo jedan impuls takvog trajanja. Njenoj pojavi prethodi nekoliko desetaka, ili možda čak stotina impulsa.

Dolazeći na ulaz za brojanje okidača, svaki takav impuls prebacuje ga u novo stanje, što u potpunosti odgovara logici okidača u načinu brojanja: svi će se impulsi brojati, a rezultat će odgovarati njihovom broju. A zadatak je jednom pritisnuti tipku da samo jednom promijenite stanje okidača.

Sličan problem je još vidljiviji kada je mehanički kontakt senzor brzine, na primjer, u uređaju za namotavanje transformatora ili u mjeraču protoka tekućine: svaki kontakt dodirom povećava stanje elektroničkog brojila ne za jedan, kao što se očekivalo, već slučajnim brojem. Priča o šalterima bit će nešto kasnije, ali za sada samo vjerujte da je to točno tako, a ne drugačije.

Kako se riješiti odbijanja kontakata

Izlaz je prikazan na slici 1.

Slika 1. Bivši impuls na RS - okidač.

Najlakši način za uklanjanje odskočnog kontakta je s već poznatim RS - okidačem, koji je sastavljen na logičkom čipu K155LA3, točnije na njegovim elementima DD1.1 i DD1.2. Složimo se tog izravnog izlaza RS - okidač ovo je pin 3, odnosno inverzni izlaz je pin 6.

Kad se RS-okidač sklopi od elemenata logičkih sklopova, potrebno je sklopiti takav dogovor. Ako je okidač gotov mikro krug, na primjer K155TV1, položaj izravnih i inverznih izlaza određuje se u njegovim referentnim podacima. Ali, čak i u ovom slučaju, ako se JK i C ulazi ne koriste, a mikrocirkula koristi se jednostavno kao RS okidač, gornji dogovor može biti prilično prikladan. Na primjer, za lakše postavljanje čipa na ploču.Naravno, u isto vrijeme se mijenjaju i RS ulazni podaci.

U položaju prekidača prikazanom na dijagramu, na direktnom izlazu RS-okidača razina je logička jedinica, a na inverznom, naravno, logička nula. Do sada status okidača za brojanje DD2.1 ostaje isti kao kad je bio uključen.

Ako je potrebno, može se resetirati pomoću SB2 gumba. Za resetiranje okidača kada je napajanje uključen, između R - ulaza i zajedničke žice priključen je mali kondenzator unutar 0,05 ... 0,1 µF i otpornik s otporom od 1 ... 10 KOhm između napajanja i R - ulaza. Dok se kondenzator ne napuni na R ulazu, nakratko je prisutan logički nulta napon. Ovaj kratki nulti impuls dovoljan je za resetiranje okidača. Ako je prema radnim uvjetima uređaja potrebno aktivirati okidač na jedno stanje, tada je takav RC lanac povezan na S-ulaz. Odlomak o lancu RC-a smatrat ćemo liričkom digresijom, a sada nastavljamo s borbom protiv odskočnih kontakata.

Pritiskom na gumb SB1 desna kontaktna osovina zatvorit će zajedničku žicu. U isto vrijeme, na terminalu 5 mikrocikličkog kruga DD1.2 pojavit će se čitav niz odskočnih impulsa. No, performanse mikročipova čak i najsporijih serija puno su veće od brzine mehaničkih kontakata. I zbog toga će se prvi impuls RS - okidač vratiti na nulu, što odgovara visokoj razini na inverznom izlazu.

U ovom se trenutku na njemu formira pozitivni pad napona, koji na ulazu C prebacuje okidač DD2.1 u suprotno stanje, što se može primijetiti pomoću LED HL2. Naknadni impulsi odskoka ne utječu na stanje RS-okidača, dakle, stanje okidača DD2.1 ostaje nepromijenjeno.

Kada otpustite gumb SB1, okidač na elementima DD1.1 DD1.2 vraća se u jedno stanje. U ovom se trenutku formira negativni pad napona na inverznom izlazu (pin 6 od DD1.2), koji ne mijenja stanje okidača DD2.1. Da bi se okidač za brojanje vratio u prvobitno stanje, morat ćete ponovo pritisnuti gumb SB1. S istim uspjehom u sličnom uređaju će raditi i JK - okidač.

Takav je oblikovač tipičan krug i radi jasno i bez prestanka. Jedina njegova mana je upotreba gumba za okretni kontakt. Ispod će biti prikazani slični oblika koji rade s gumbom s jednim kontaktom.

Mjere za uklanjanje lažnih alarma, suzbijanje ometanja

Na dijagramu možete vidjeti novi dio - kondenzator C1, ugrađen u strujni krug okidača. Koja je njegova svrha? Njegova je glavna zadaća zaštita od smetnji na koje su osjetljivi ne samo okidači, već i svi drugi mikrocirkuti.

Ako dodirnete montažne elemente metalnim predmetom, oni će stvarati impulsni šum koji može promijeniti stanje okidača po vašem izboru. Ista smetnja u krugu nastaje kada se koristi čak i jedan okidač, posebno nekoliko. Ova se smetnja prenosi putem sabirnica napajanja s jednog čipa na drugi i može uzrokovati lažno prebacivanje okidača.

Da se to spriječi na napajačkim magistralama i ugradite blokirajuće kondenzatore. U praksi se takvi kondenzatori kapaciteta 0,033 ... 0,068 μF instaliraju brzinom jednog kondenzatora za svaka dva ili tri mikro kruga. Ti su kondenzatori montirani što je moguće bliže priključnim krugovima mikro-sklopova.

Drugi izvor lažnog pokretanja mikročipa mogu biti neiskorišteni ulazni igle. Lažni impulsni impulsi bit će inducirani prvenstveno na takvim zaključcima. Za borbu protiv lažnih alarma neiskorištene ulazne terminale treba spojiti preko otpornika s otporom od 1 ... 10 KOhm na pozitivnu magistralu izvora napajanja. Osim toga, ako je shema neiskorištena logički elementi I NE, tada bi se njihovi ulazi trebali spojiti na zajedničku žicu, zbog čega će se na izlazu takvih elemenata pojaviti logička jedinica, a već neiskorištene ulaze za aktiviranje spojiti na njih.

Ako se prekidač ili gumb koristi kao izvor signala za mikro krug, tada je situacija kad je kontakt otvoren i dovoljno dugačka žica "visi u zraku" potpuno neprihvatljiva. Već će takva antena vrlo uspješno primiti smetnje. Stoga bi takve vodiče trebalo spojiti na magistralu pozitivne snage kroz otpornik s otporom od 1 ... 10 KOhm.

Gumb za suzbijanje brbljanja jednim parom kontakata

Upotreba gumba s jednim parom kontakata mnogo je jednostavnija, pa se koriste češće nego gumbi s rocker kontaktima. Nekoliko krugova namijenjenih suzbijanju brbljanja kontakata takvih tipki prikazano je na slici 2.

Slika 2

Rad ovih sklopova temelji se na vremenskim kašnjenjima stvorenim pomoću RC lanaca. Na slici 2a prikazan je krug čiji rad kasni s uključivanjem i isključivanjem, slika 2c sadrži krug s samo kašnjenjem, a na slici 2d prikazan je krug s odgođenim isključivanjem. Ti su sklopovi pojedinačni vibratori, o kojima je već napisano u jednom dijelu ovog članka. Slike 2b, 2d, 2e prikazuju njihove vremenske dijagrame.

Lako je vidjeti da su ti tvornici napravljeni na mikrovezama serije K561, što se odnosi na CMOS mikrovezive, pa su vrijednosti otpornika i kondenzatora naznačene posebno za takve mikrovezive. Ove oblikovače treba koristiti u sklopovima izgrađenim na mikrovezama serije K561, K564, K176 i slično.

Boris Aladyshkin