kategorier: Praktisk elektronikk, Begynnerelektrikere
Antall visninger: 114666
Kommentarer til artikkelen: 4
Logikkbrikker. Del 8. D - trigger
Artikkelen beskriver D-trigger, dens drift i forskjellige modus, en enkel og intuitiv teknikk for å studere handlingsprinsippet.
I forrige del av artikkelen ble studien av triggere startet. RS-utløseren regnes som den enkleste i denne familien, som ble beskrevet i den syvende delen av artikkelen. D- og JK-triggere er mer utbredt i elektroniske enheter. I henhold til betydningen av handlingen, liker de RS trigger, er også enheter med to stabile tilstander ved utgangen, men har en mer kompleks logikk for inngangssignalene.
Det skal bemerkes at alt det ovennevnte vil være sant, ikke bare for K155-serie chips, og for andre serier med logiske kretsløp, for eksempel K561 og K176. Og ikke bare når det gjelder utløsere, fungerer alle logikkbrikker også nøyaktig, forskjellen er bare i de elektriske parametrene til signalene - spenningsnivåer og driftsfrekvenser, strømforbruk og lastekapasitet.
D utløser
Det er flere modifikasjoner av D-flip-flops i K155-serien med chips, men K155TM2-brikken er imidlertid den vanligste. I en 14-pinners pakke er det to uavhengige D-flip-flops. Det eneste som forener dem er en vanlig strømkrets. Hver utløser har fire logiske nivåinnganger og tilsvarende to utganger. Dette er en direkte og omvendt utgang, som vi allerede er kjent med fra historien om RS-triggeren. Her utfører de samme funksjon. Figur 1 viser en D-trigger.
Det er også mikrokretser som inneholder fire D-flip-flops i ett hus: Dette er mikrokretser som K155TM5 og K155TM7. Noen ganger i litteraturen kalles de firesifrede registre.
Figur 1. Brikke K155TM2.
Figur 1a viser hele mikrokretsen i form som det vanligvis er vist i oppslagsverk. På diagrammene kan faktisk hver avtredere som befinner seg i huset avbildes bort fra sin "partner", mens tegningen kanskje ikke viser konklusjoner som ganske enkelt ikke brukes i denne kretsen, selv om de faktisk er det. Et eksempel på en slik omriss av en D-trigger er vist i figur 1b.
Vurder inngangssignalene mer detaljert. Dette vil bli gjort ved hjelp av en trigger med pinner 1 ... 6 som eksempel. Følgelig vil alt det ovennevnte stemme med hensyn til en annen utløser (med pinnetall 8 ... 13).
Signalene R og S utfører den samme funksjonen som lignende RS-signaler for en trigger: når et logisk nullnivå brukes til inngang S, settes avtrekkeren til en enkelt tilstand. Dette betyr at en logisk enhet vil vises på den direkte utgangen (pinne 5). Hvis du nå bruker en logisk null på R-inngangen, tilbakestilles utløseren. Dette betyr at ved direkte utgang (pinne 5) vil et logisk nullnivå vises, og ved invers (pinne 5) vil en logisk enhet være til stede.
Generelt, når man snakker om tilstanden til en utløser, betyr det tilstanden til den direkte utgangen: hvis utløseren er installert, er dens direkte utgang på et høyt nivå (logisk enhet). Følgelig er det underforstått at alt er nøyaktig det motsatte på den inverse utgangen, slik at invers utgang ofte ikke blir nevnt når man vurderer driften av kretsen.
En logisk enhet kan leveres til inngangene R og S så mye som ønsket: utløserens tilstand endres ikke. Dette antyder at inngangene er R og S lave. Derfor starter RS-inngangene med en liten sirkel, som indikerer at arbeidssignalnivået er lavt eller, som er det samme, invers. En slik liten sirkel i inngangssignalene finnes ikke bare i utløsere, men også i bildet av noen andre mikrokretser, for eksempel dekodere eller multipleksere, noe som også indikerer at arbeidsnivået til dette signalet er et lavt nivå. Dette er en generell regel for alle grafiske symboler på mikrokretser.
I tillegg til RS-inngangene, har D-utløseren også en D-datainngang, fra engelske data (data), og en synkroniseringsinngang C fra den engelske klokken (puls, strobe). Ved å bruke disse inngangene kan du få en trigger til å fungere enten som et minneelement eller som en tellende trigger. For å forstå driften av D-trigger er det bedre å sette sammen en liten krets og utføre enkle eksperimenter.
Vær oppmerksom på bildet av inngang C: den høyre enden av denne utgangen i figuren ender med en liten skråstrek i retning fra venstre - opp - til høyre. Denne funksjonen indikerer at utløseren som kobler over inngangen C skjer i øyeblikket for overgang av inngangssignalet fra null til en. Figur 3 viser en mulig pulsform ved inngang C.
For å forstå D-avtrekkeren mer grundig, er det best å sette sammen kretsen, som vist i figur 2.
Figur 2. Opplegg for å studere driften av D - avtrekkeren.
Figur 3. Pulsalternativer ved inngang C.
For å gjøre det klart, er avtrekkeren koblet til utgangene (pinne 5 og 6) LED-indikatorer. Vi kobler den samme indikatoren til inngang C. Inngang D, gjennom en 1 kΩ-motstand, er koblet til +5 V strømforsyningsbussen, og, som vist i diagrammet, SB1-knappen. Etter at kretsen er satt sammen, vil vi sjekke installasjonskvaliteten, og så kan du slå på strømmen.
Arbeid D-utløseren på RS-inngangene
Når du slår på, må en av lysdiodene HL2 eller HL3 være tent. Anta at det er HL3, derfor, når den er slått på, er utløseren satt til en, selv om den også kan settes til null. Lavt nivå inngangssignaler til RS-inngangene vil bli levert ved hjelp av et stykke fleksibel leder koblet til en felles ledning.
La oss først prøve å bruke et lavt nivå på inngang S, bare lukk pinne 4 til felleswiren. Hva vil skje? Ved utgangene til avtrekkeren vil signalene forbli i samme tilstand som de var da de ble slått på. Hvorfor? Alt er veldig enkelt: utløseren er allerede i en enkelt tilstand eller installert, og tilførselen av et styresignal til inngang S bekrefter ganske enkelt denne utløsertilstanden, og staten endrer seg ikke. Denne driftsformen for avtrekkeren er overhode ikke skadelig og finnes ofte i driften av virkelige kretsløp.
Nå, ved å bruke den samme ledningen, vil vi bruke et lavt nivå på inngang R. Resultatet vil ikke komme lenge: utløseren vil bytte til det lave nivået, eller som de sier, det vil bli tilbakestilt. Gjentatt og påfølgende tilførsel av et lavt nivå til inngang R vil også ganske enkelt bekrefte tilstanden, denne gangen null, på samme måte som beskrevet ovenfor for inngang S. Fra denne tilstanden kan den trekkes enten ved å tilføre et lavt nivå til inngang S, eller kombinasjon av signaler ved inngangene C og D.
Det skal bemerkes at noen ganger en D-trigger kan brukes ganske enkelt som en RS-trigger, det vil si at inngangene C og D ikke brukes. I dette tilfellet, for å øke støyimmuniteten, bør de kobles til +5 V-bussen gjennom motstander med en motstand på 1 KOhm, eller kobles til en felles ledning.
Utløserdrift på inngangene C og D
Anta at utløseren for øyeblikket er installert, så HL3 LED lyser. Hva skjer hvis du trykker på SB1-knappen? Absolutt ingenting, tilstanden til utløpssignalene til utløseren vil ikke endre seg. Hvis nå for å tilbakestille avtrekkeren ved inngangen R, lyser LED HL2, og HL3 slås av. Hvis du trykker på SB1-knappen i dette tilfellet, endres ikke utløsertilstanden. Dette antyder at det ikke er noen klokkepulser ved inngang C.
La oss prøve å bruke klokkepulser på inngang C. Den enkleste måten å gjøre dette på er ved å sette sammen en rektangulær pulsgenerator, som allerede er kjent for oss fra de tidligere delene av artikkelen. Kretsen er vist på figur 4.
Figur 4. Klokkegenerator.
For å observere driften av kretsen visuelt, må generatorens frekvens være liten, med detaljene angitt på kretsen er den omtrent 1 Hz, det vil si 1 svingning (puls) per sekund. Frekvensen til generatoren kan endres ved å velge kondensator C1. Status for inngang C indikeres med LED HL1: LED lyser - ved inngang C et høyt nivå, hvis av, så er nivået lavt.I øyeblikket av tenningen av LED HL1 ved inngangen C, dannes et positivt spenningsfall (fra lav til høy). Det er denne overgangen som får D-triggeren til å aktivere inngang C, og ikke tilstedeværelsen av et høyt eller lavt spenningsnivå ved denne inngangen. Dette bør huskes, og overvåke atferden til utløseren nøyaktig i det øyeblikket dannelsen av pulsfronten er.
Hvis pulsgeneratoren er koblet til inngang C og strømmen slås på, vil avtrekkeren bli satt til en med den første pulsen, etterfølgende pulser i utløsertilstanden vil ikke endre seg. Alt dette er tilfelle når bryteren SB1 er i stillingen vist på figuren.
La oss nå bytte SB1 til den nedre posisjonen i henhold til kretsen, og derved bruke et lavt nivå på inngang D. Den aller første impulsen som kom fra generatoren vil sette avtrekkeren i en tilstand av logisk null, eller utløseren vil bli tilbakestilt. HL2 LED vil fortelle oss om dette. Påfølgende pulser ved inngang C endrer heller ikke tilstanden til utløseren.
Figur 2b viser tidsdiagrammet for triggeroperasjonen for CD-innganger. Det antas at tilstanden til inngang D endres som vist på figuren, og periodiske klokkepulser ankommer inngang C.
Den første pulsen ved inngang C setter avtrekkeren til en enkelt tilstand (pinne 5), og den andre pulsen i utløsertilstanden endres ikke, fordi ved inngangen C forblir nivået høyt så langt.
Tilstanden for inngang D mellom den andre og den tredje klokkepulsene endres fra et høyt nivå til et lavt, som det kan sees i figur 2. Men avtrekkeren skifter til nulltilstanden først på begynnelsen av den tredje klokkepulsen. Den fjerde og femte pulsen ved inngangen C i utløsertilstanden endres ikke.
Det skal bemerkes at signalet ved inngang D endret verdien fra lav til høy under en klokkepuls ved inngang C. Imidlertid endret ikke utløseren tilstand, siden den positive kanten på klokkepulsen var tidligere enn nivåendringen med innløp D.
Utløseren vil bare bli byttet til en enkelt tilstand ved sjette impuls, mer presist av fronten. Den syvende pulsen vil tilbakestille avtrekkeren, siden et høyt nivå allerede er etablert ved inngangen D i løpet av dens positive kant. Følgende impulser fungerer på nøyaktig samme måte, slik at leserne kan takle dem på egen hånd.
Et annet tidsskjema er vist på figur 5.
Figur 5. Komplett tidsskjema for drift av D-trigger.
Figuren viser at avtrekkeren kan fungere i tre modus, hvorav to allerede er diskutert over. I figuren er dette asynkrone og synkrone modus. Den rådende modusen er av størst interesse for tidsskjemaet: det er tydelig at under det lave nivået ved inngangen R endres ikke utløsertilstanden ved inngangene C og D, noe som indikerer at RS-inngangene er prioriterte. Figur 5 viser også sannhetstabellen for D - utløseren.
Fra det foregående kan følgende konklusjoner trekkes: hver positiv pulsforskjell ved inngang C setter utløseren til tilstanden som var ved inngang D i det øyeblikket, eller bare overfører sin tilstand til den direkte utgangen til avtrekker Q. Den negative pulsforskjellen ved inngang C har ingen effekt på Utløsertilstanden gjengis ikke.
Figur 3 viser de mulige pulsformene ved C-inngangen: det er en slingring (3a), korte høynivåpulser eller positive (3b), korte lavnivåpulser (negativ) (3c). Uansett utløses avtrekkeren av en positiv forskjell.
I noen tilfeller vil det være fronten til impulsen, og i andre dennes tilbakegang. Dette forholdet bør tas i betraktning når du utvikler og analyserer kretsløp på D - triggere. Betjening av D - trigger i tellemodus Et av hovedformålene med D - trigger er bruken i tellemodus. For å få den til å fungere som en pulsteller, er det nok å bruke et signal fra sin egen inverse utgang til inngang D. En slik forbindelse er vist på figur 6.
Figur 6. Bruk av D - utløseren i tellemodus.
I denne modusen, ved ankomsten av hver puls ved inngang C, vil utløseren endre sin tilstand til det motsatte, som vist i tidsskjemaet. Og forklaringen på dette er den enkleste og mest logiske: tilstanden ved inngangen D er alltid motsatt, omvendt, med hensyn til direkte utgang. Derfor, i lys av den forrige vurderingen av utløsningsoperasjonen, blir dens omvendte tilstand overført til direkte utgang. En trigger, om enn i tellemodus, teller ikke så mye, bare opptil to: 0..1 og igjen 0..1, og så videre.
For å få en teller som kan telle, må du virkelig koble flere triggere i tellermodus i serie. Dette vil bli diskutert senere i en egen artikkel. I tillegg bør du ta hensyn til det faktum at pulsen ved utgangen til utløseren har en frekvens nøyaktig to ganger lavere enn inngangen ved inngangen C. Denne egenskapen brukes i tilfeller der det er nødvendig å dele signalfrekvensen med en faktor på to: 2, 4 , 8, 16, 32 og så videre.
Formen på pulsen etter delingen av avtrekkeren er alltid en slingring, selv når det gjelder veldig korte inngangspulser ved inngangen C. Dette er slutten på historien om mulighetene for å bruke D-utløseren. Den neste delen av artikkelen vil snakke om bruken av triggere av JK-typen.
Fortsettelse av artikkelen: Logikkbrikker. Del 9. JK trigger
Se også på elektrohomepro.com
: