Loģikas mikroshēmas. 9. daļa. JK sprūda

Stāsts par JK sprūda un vienkāršiem eksperimentiem viņa darba izpētei.

Iepriekšējās raksta daļās tika aprakstīti tādi sprūdi kā RS un D. Šis stāsts būs nepilnīgs, ja neminēsit Jk sprūda. Kā arī D sprūda Tam ir uzlabota ievades loģika. 155. sērijā šī ir K155TV1 mikroshēma, kas ražota DIP-14 paketē. Tā pinouts vai, kā viņi tagad saka, pinout (no angļu valodas PIN-pin) parādīts 1.a attēlā. Ārzemju analogi SN7472N, SN7472J.

Ja kāds secinājums netiek izmantots noteiktā shēmā, ir pilnīgi pieņemami to vienkārši nerādīt, kā parādīts 1.b attēlā.

Secinājumu apraksts un mērķis

K155TV1 sprūdam ir tieša un apgriezta izeja. Attēlā tie ir attiecīgi 8. un 6. secinājums. To mērķis ir tāds pats kā iepriekš apskatītajiem D un RS tipa sprūdainiem. Apgrieztā izeja sākas nelielā aplī.

Ieejās R un S sprūda darbojas tāpat kā vienkārša RS sprūda. Šo ieeju darba līmenis ir zems, ko norāda apļi spaiļu pamatnē. Tāpat kā D-sprūda, arī šīm ieejām ir prioritāte: zema līmeņa parādīšanās un noturēšana vienā no tām aizliedz pārējās ieejas, un īss negatīvs impulss pārslēgs sprūdu attiecīgajā stāvoklī līdz nākamajam impulsam pie ieejas C.

Ievade C ir pulksteņa rādītāji. Kad sprūda darbojas skaitīšanas režīmā, tai ir informācijas loma - tieši uz to pienāk skaitīšanas impulsi. Informācijas saņemšanas un glabāšanas režīmā tas kalpo kā pulkstenis, tā mērķis ir līdzīgs līdzīgai D-sprūda ievadei, taču darbības loģika ir nedaudz atšķirīga, un to nosaka JK ieeju stāvoklis.

1. attēls. K155TV1 mikroshēmas pinouts.

J un K ir sprūda vadības ieejas. Tie ir apvienoti saskaņā ar shēmu 3I, ko grafiskajā simbolā apzīmē simbols & - loģiski I. Diezgan bieži šīs ieejas vienkārši savieno ķēdēs, izrādās, ka tai ir viena J un viena K ieeja. Dažām mikroshēmu sērijām ir arī JK sprūdi, tos sauc arī par TB1, taču atšķirībā no 155 sērijām tiem ir viena J un K ieeja. Šo ieeju darba loģika ir tieši tāda pati kā K155TV1, tikai nevajag kopā apkopot 3 augsta līmeņa loģiskos signālus. Šādu mikroshēmu piemērs var kalpot, piemēram, K176TV1, K561TV1, K1564TV1.

JK sprūda loģikas apgūšana

Lai sīkāk iepazītos ar JK sprūda darbību, jums tas vienkārši jāieslēdz, tāpat kā iepriekšējā rakstā, uz maizes paneļa un manuāli jāpielieto ievades signāli. Patiešām, jums ir jāatzīst, ka varat iegaumēt ģitāras vai pogas akordeona spēlēšanas instrukcijas, bet, nepaņemot instrumentu, nemācīsit spēlēt. Arī mikroshēmu gadījumā: kamēr neveiksit vienkāršākos eksperimentus, būs grūti saprast darba jēgu.

Kā ieejas signālus tāpat kā pētot D sprūdu, mēs izmantosim stieples džemperi, kas savienots ar kopēju vadu.

JK sprūda K155TV1 pārbaudes shēma ir parādīta 2. attēlā.

2. attēls. Pārbaudiet JK sprūdu K155TV1.

Barošanas spriegums, kā parasti, tiek piegādāts mikroshēmas 14. un 7. secinājumam, kas diagrammā ir norādīts vadītāju veidā ar bultiņām.

Lai vizuāli novērotu sprūda stāvokli, LED indikatori ir savienoti ar tā izejām, tiešas un apgrieztas. Tas pats indikators ir pievienots ieejai C. Gaismas diodes mirdzums norāda uz loģiskas vienības līmeņa (2,4 ... 5 V) klātbūtni šajā izejā. Pie ieejas C tiks parādīts impulsa ģeneratora izejas signāla līmenis, kas savienots ar ieeju C. Protams, ieeju un izeju stāvokli ar tik zemu frekvenci ir diezgan iespējams novērot, izmantojot parastu voltmetru, taču tas nav ļoti ērti.

JK sprūda darbība RS ieejās

Lai gan pirms ieslēgšanas ķēde izrādījās ļoti vienkārša, kā parasti, jums jāpārbauda, ​​vai tajā nav kļūdu, īssavienojumu un pārtraukumu: pat tikai ieslēdzot strāvu pretējā virzienā, mikroshēma var kļūt nelietojama. Šis noteikums ir jāatceras un jāpiemēro visos šādos gadījumos, pat ja tā ir tikai elektriska ķēde bez pusvadītāju ierīcēm.

Tātad ieslēdziet to. Pirmoreiz ieslēdzot, ir jādeg vienam no izejas gaismas diodēm, kas nav zināms. Tas ir saistīts ar īslaicīgu ieslēgšanos. Tagad mēs izmantosim zemu loģikas līmeni, izmantojot iepriekšminēto stieples džemperi, pārmaiņus R un S ieejām. Šajā gadījumā gaismas diodēm pie izejas vajadzētu pārmaiņus pārslēgties, norādot sprūda stāvokli. Šo darbības režīmu sauc par asinhronu - tam nav nepieciešami papildu strobosignāli (iespējot, pulksteņa signālus).

Nav nepieciešams vienlaikus piemērot zemu līmeni tieši R un S ieejām: tiek uzskatīts, ka sprūda ir aizliegta. Lai gan tas neradīs neatgriezeniskas sekas mikro ķēdes izejas veidā, izvadu stāvoklis šajā gadījumā nebūs zināms, kas neatbilst sprūda loģikai. Ja viss ir kārtībā, tad varat doties uz eksperimentiem, lai izpētītu sprūda darbību JK ieejās.

Kas notiek, ja JK ieejām ar pārejas stiepli tiek uzlikts zems vads? Nekas: slēdzis saglabās iepriekšējo stāvokli, kas būs redzams ar indikatoru mirdzumu. Lai šīs ieejas ietekmētu sprūda stāvokli, ir jāpielieto impulsi ieejai C no ģeneratora, kuras ķēde ir parādīta 3. attēlā. Lai to saliktu, nepieciešama papildu K155LA3 mikroshēma. Pulsa atkārtošanās ātrumam un ilgumam jābūt tādam, lai būtu iespējams vizuāli kontrolēt sprūda stāvokļus.

3. attēls. Pulksteņu ģenerators.

JK sprūda darbība skaitīšanas režīmā

Ja JK ieejas ir savienotas, kā parādīts 2.a attēlā, sprūda darbosies skaitīšanas režīmā: sprūda stāvoklis mainīsies ar katru ieejas impulsu. Rezistors R4 ir parādīts diagrammā ar punktētu līniju - jūs to nevarat ievietot, jo nesavienotie ieejas joprojām atrodas loģiskas vienības stāvoklī. Šī rezistora galvenais mērķis ir aizsargāt pret traucējumiem, izmantojot JK ​​ieejas.

JK sprūda laika diagramma ir parādīta 2.b attēlā, un tā ir ļoti līdzīga D-sprūda līdzīgai diagrammai. Galvenā atšķirība ir tā, ka sprūda stāvoklis nemainās pozitīvas līmeņa starpības dēļ pie ieejas C, bet negatīvs - kad ieejas impulsa līmenis mainās no augsta līmeņa uz zemu.

Ir viegli redzēt, ka impulsu frekvence sprūda izejā ir tieši divas reizes zemāka nekā ieejas impulsu frekvence. Tāpēc sprūda skaitīšanas režīmā bieži tiek izmantota kā frekvences dalītājs ar diviem. Divi sprūdi, kas iekļauti sērijās, sadalīs frekvenci četrās, un trīs sprūdi jau tiks sadalīti astoņos un tā tālāk atbilstoši jaudai 2.

Ja ir nepieciešams frekvences dalītājs ar nepāra dalījuma koeficientu, tad tiek izmantoti vairāki sprūda ar atgriezenisko saiti, bet tas tiks apskatīts nākamajā raksta daļā par skaitītājiem un impulsu veidotājiem.

No visa iepriekšminētā mēs varam secināt: ja JK ieejas vienlaicīgi atrodas loģiskas vienības (augsta līmeņa) stāvoklī, sprūda darbojas skaitīšanas režīmā. Tas nozīmē, ka katrai negatīva līmeņa starpībai pie ieejas C sprūda stāvoklis mainās uz pretējo.

Palaišanas darbība ar JK ieejām

Kas notiek, ja JK ieejās ir loģisks nulles līmenis? Lai to pārbaudītu, pietiek ar vismaz viena JK ieejas pievienošanu (atcerieties, ka K155TV1 ir 3 J un 3 K ieejas, kombinētas saskaņā ar 3I shēmu) ar kopēju vadu. Bet jūs varat izveidot savienojumu ar kopējo vadu un visām JK ieejām, tas ir nedraud. Saskaņā ar LED indikatoriem mēs redzam, ka pulksteņa impulsi nāk, un sprūda stāvoklis nemainās.Stāvoklī, kad J un K ieejas loģika ir nulle, JK - sprūda ir informācijas glabāšanas režīmā.

Atliek apsvērt divus gadījumus. Pirmais gadījums ir tad, kad ieeja J ir augsta un ieeja K ir maza. Šajā situācijā sprūda pie ieejas C ir iestatīta vienā stāvoklī - iedegas HL3 indikators, kas savienots ar sprūda tiešo izvadi. HL2, protams, tiek atmaksāts.

Ja JK ieeju stāvoklis nemainās nākotnē, tad katram impulsam pie ieejas C būs tendence iestatīt sprūdu uz vienu stāvokli, lai gan tas jau ir tajā. Šajā gadījumā viņi saka, ka ieejā C iepriekšējais sprūda stāvoklis šajā gadījumā tiek vienkārši apstiprināts.

Otrais gadījums ir tad, kad ieeja J ir nulle, un ieeja K ir viena. Šajā stāvoklī pie JK ieejām, pirmais impulss pie ieejas C, sprūda tiks iestatīta uz nulli (atiestatīt) - HL3 indikators izslēgsies un HL2 ieslēgsies. Ja JK ieeju stāvoklis nemainās, tad arī ieeja C apstiprina stāvokli, kā aprakstīts iepriekš, tikai šoreiz nulle.

Tātad, lai būtu vieglāk atcerēties, jāapkopo: divas vienības JK ieejās ir skaitīšanas režīms. Saprotams, ka JK ieejām ir izpildīts 3I nosacījums: viens uz visām trim ieejām J un viens uz visām trim ieejām K.

Divas nulles JK ieejās - informācijas glabāšanas režīms: sprūdus sprūda stāvokļa C ieejā nevar mainīt. Lai iegūtu šādu stāvokli, pietiek ar to, ka vismaz vienai ieejai J un vismaz vienai ieejai K ir loģikas nulles līmenis.

Gadījumā, ja visas trīs J ieejas ir augstas, sprūda tiek iestatīta vienā stāvoklī. Tajā pašā laikā vismaz vienam no 3 K ievadiem jābūt zemam.

Lai atiestatītu sprūdu, vismaz vienā no ieejām J jābūt nullei, un visām trim ieejām K jābūt vienai.

Viss, kas tika uzrakstīts iepriekš, ir redzams K155TV1 sprūda patiesības tabulā, kas parādīta 4. attēlā.

4. attēls. K155TV1 mikroshēmas patiesības tabula.

Dažādu veidu trigeri tiek izmantoti arī kā skaitīšanas ierīču elementi vai vienkārši skaitītāji, kā arī impulsu veidotāji. Tas tiks apspriests nākamajā raksta daļā par loģikas ķēdēm.

Raksta turpinājums: Loģikas mikroshēmas. 10. daļa. Kā atbrīvoties no kontaktu atlēciena

E-grāmata -Iesācēja rokasgrāmata AVR mikrokontrolleriem