שבבי היגיון. חלק 9. ההדק JK

סיפור על טריגר JK וניסויים פשוטים לחקר עבודתו.

בחלקים הקודמים של המאמר תוארו טריגרים כמו RS ו- D. סיפור זה לא יהיה שלם אם לא תזכיר JK ההדק. וכן D טריגר יש לו היגיון קלט מתקדם. בסדרת 155 מדובר בשבב K155TV1 המיוצר בחבילת DIP-14. התרשים שלה, או כמו שאומרים עכשיו, ה- pinout (מה- PIN PIN האנגלית) מוצג באיור 1 א. אנלוגים זרים SN7472N, SN7472J.

אם לא משתמשים במסקנה כלשהי בתכנית מסוימת, זה מקובל לחלוטין פשוט לא להציג אותה, כפי שמוצג באיור 1b.

תיאור ומטרת המסקנות

להדק K155TV1 יש יציאות ישירות והפוכות. באיור, אלה מסקנות 8 ו -6 בהתאמה. מטרתן זהה למטרידים שנחשבו בעבר מסוג D ו- RS. יציאה הפוכה מתחילה במעגל קטן.

בכניסות R ו- S, ההדק עובד בדיוק כמו פשוט ההדק RS. רמת העבודה לתשומות אלה היא נמוכה, אשר מסומנת על ידי מעגלים בבסיס המסופים. כמו הטריגר D, לכניסות אלה יש עדיפות: הופעה והחזקה של רמה נמוכה על אחת מהן אוסרת על שאר הכניסות, ופעימה שלילית קצרה תעביר את ההדק למצב המתאים עד הדופק הבא בכניסה C.

קלט C נעול. כאשר הטריגר פועל במצב הספירה, הוא ממלא את תפקיד המידע - בדיוק עליו מגיעים פעימות הספירה. במצב של קבלת ואחסון מידע הוא משמש כשעון, מטרתו דומה לקלט דומה של מפעיל D, אך לוגיקת הפעולה שונה במקצת והיא נקבעת על ידי מצב כניסות ה- JK.

איור 1. תרשים 1. הצמד של שבב K155TV1.

J ו- K הם כניסות בקרת ההדק. הם משולבים על פי סכימה 3I, המצוינת על ידי הסמל & - ההגיוני I. בסמל הגרפי.לעיתים קרובות, כניסות אלה פשוט מתחברות זו לזו במעגלים, מסתבר שיש לה קלט J ואחד K. בחלק מסדרות המיקרו-מעגלים יש גם מפעילי JK, הם נקראים גם TB1, אך בניגוד לסדרות 155, יש להם קלט J ו- K אחד. ההיגיון בעבודה על תשומות אלה זהה לחלוטין לזה של K155TV1, אך אינך צריך לאסוף 3 אותות לוגיקה ברמה גבוהה יחד. דוגמה למעגלי מיקרו כאלה יכולים לשרת, למשל, K176TV1, K561TV1, K1564TV1.

לימוד ההיגיון של ההדק JK

למידע נוסף על פעולת ההדק של JK, אתה רק צריך להפעיל אותו, כמו במאמר הקודם, על הלוח ולהגיש ידנית את אותות הקלט. אכן עליכם להודות כי תוכלו לשנן מדריך להדרכה עצמית לנגינה בגיטרה או על אקורדיון כפתורים, אך מבלי להרים את הכלי, לא תלמדו לנגן. גם במקרה של מעגלי מיקרו: עד שתבצע את הניסויים הפשוטים ביותר, יהיה קשה להבין את משמעות היצירה.

כסימני קלט, באותה דרך כמו שלומדים את ההדק D, נשתמש במגשר חוט המחובר לחוט משותף.

המעגל לבדיקת ההדק JK K155TV1 מוצג באיור 2.

איור 2. בדוק את ההדק JK K155TV1.

מתח האספקה ​​מסופק כרגיל למסקנות ה -14 וה -7 של המיקרו-מעגל, המצוין בתרשים בצורה של מוליכים עם חצים.

לתצפית חזותית על מצב ההדק ליציאותיו מחוברים מחוון LED ישיר והפוך. אותו מחוון מחובר לכניסה C. זוהר LED מציין נוכחות של רמת יחידה לוגית (2.4 ... 5V) בפלט זה. בכניסה C תוצג רמת אות הפלט של מחולל הדופק המחובר לכניסה C. כמובן שמצב הכניסות והיציאות בתדר נמוך כל כך אפשרי להתבונן באמצעות מד מתח רגיל, אך זה לא מאוד נוח.

פעולת ההפעלה של JK על כניסות RS

למרות שהתברר שהמעגל היה פשוט מאוד לפני ההפעלה, כרגיל, עליך לבדוק אותו אם יש שגיאות, מעגלים קצרים והפסקות: אפילו סתם הדלקת הכוח בכיוון ההפוך יכולה להפוך את מעגל המיקרו לבלתי שמיש. יש לזכור את הכלל הזה ולהחיל אותו בכל המקרים הללו, גם אם מדובר רק במעגל חשמל ללא התקני מוליכים למחצה.

אז הפעל אותו. כשאתה מדליק לראשונה, חייבים להידלק על אחת מנורות ה- LED בפלט, דבר שאינו ידוע. זה נובע ממעברים כאשר מופעלים. כעת נפעיל רמת היגיון נמוכה, באמצעות מגשר התיל שהוזכר לעיל, לסירוגין לכניסות R ו- S. במקרה זה, נוריות ה- LED בפלט צריכות לעבור לסירוגין, דבר המציין את מצב ההדק. מצב פעולה זה נקרא אסינכרוני - הוא אינו דורש אותות strobe (אפשר, שעון) נוספים.

אין צורך להחיל בו זמנית רמה נמוכה ישירות לתשומות R ו- S: מצב זה נחשב אסור על ההדק. למרות שזה לא יביא לתוצאות בלתי הפיכות בצורה של פלט של מעגל המיקרו, מצב התפוקות במקרה זה לא יהיה ידוע, שאינו תואם את ההיגיון של ההדק. אם הכל בסדר, תוכלו לעבור לניסויים על לימוד פעולת ההדק בתשומות JK.

מה קורה אם תיל נמוך מוחל על כניסות JK באמצעות חוט מגשר? שום דבר בכלל: הטריגר יאחסן את המצב הקודם, שיהיה גלוי בזוהר המחוונים. בכדי שכניסות אלה ישפיעו על מצב ההדק, יש צורך להפעיל פולסים על הכניסה C מהגנרטור שהמעגל שלו מוצג באיור 3. כדי להרכיב אותו, יש צורך בשבב K155LA3 נוסף. קצב החזרה ומשך הדופק צריכים להיות כאלה שמאפשר פיקוח חזותי על מצבי ההדק.

איור 3. מחולל שעון.

פעולת ההפעלה JK במצב ספירה

אם כניסות JK מחוברות, כפי שמוצג באיור 2 א, ההדק יעבוד במצב ספירה: מצב ההדק ישתנה עם כל דופק קלט. הנגד R4 מוצג בתרשים עם קו מנוקד - אי אפשר לשים אותו, מכיוון שתשומות לא מחוברות עדיין במצב של יחידה לוגית. המטרה העיקרית של הנגד הזה היא הגנה מפני הפרעות דרך כניסות JK.

תרשים התזמון של ההדק JK מוצג באיור 2b, והוא דומה מאוד לתרשים דומה עבור ההדק D. ההבדל העיקרי הוא שמצב ההדק לא משתנה בגלל הפרש רמות חיובי בכניסה C, אלא שלילי - כאשר רמת דופק הקלט משתנה מרמה גבוהה לנמוך.

קל לראות שתדירות הפולסים ביציאת ההדק נמוכה פי שתיים מהתדר של פולסי הקלט. לכן מפעילים במצב ספירה משמשים לרוב כמפרידי תדרים על ידי שניים. שני טריגרים הכלולים בסדרות יחלקו את התדר לארבעה, ושלושה טריגרים כבר יחולקו לשמונה וכן הלאה לפי כוחם של 2.

אם נדרש מחלק תדרים עם מקדם חלוקה מוזר, משתמשים בכמה מפעילים עם פידבקים, אך זה יידון בחלק הבא של המאמר על דלפקים ומעצבי דופק.

מהאמור לעיל, ניתן להסיק: אם כניסות JK נמצאות במקביל במצב של יחידה לוגית (רמה גבוהה), ההדק עובד במצב ספירה. המשמעות היא שלכל הפרש רמה שלילי בכניסה C מצב ההדק משתנה להפך.

פעולת הדק על תשומות JK

מה קורה אם קיימת רמת אפס לוגית בתשומות JK? כדי לבדוק זאת, די בחיבור לפחות קלט JK אחד (נזכיר של- K155TV1 יש כניסות של 3 J ו- 3 K, בשילוב על פי מעגל 3I) לחוט משותף. אבל אתה יכול להתחבר לחוט המשותף ולכל התשומות של JK, זה כבר לא עקרוני. על פי מדדי ה- LED אנו רואים שפעימות השעון מגיעות ומצב ההדק לא משתנה.במצב בו אפס ההיגיון בכניסות J ו- K, JK - ההפעלה נמצא במצב אחסון מידע.

נותר לשקול שני מקרים. המקרה הראשון הוא כאשר הקלט J גבוה והקלט K נמוך. במצב זה, ההדק בכניסה C מוגדר למצב יחיד - מחוון HL3 המחובר לפלט הישיר של ההדק נדלק. HL2, כמובן, נפרע.

אם מצב כניסות JK לא ישתנה בעתיד, אז כל דופק בכניסה C יטה גם לכוון את ההדק למצב יחיד, אם כי הוא כבר נמצא בו. במקרה זה, הם אומרים שבכניסה C, מצב ההדק הקודם במקרה זה פשוט מאושר.

המקרה השני הוא כאשר הקלט J הוא אפס והקלט K הוא אחד. במצב זה, בכניסות JK, הדופק הראשון בכניסה C, ההדק יוגדר לאפס (איפוס) - מחוון HL3 יכבה ו- HL2 ייפעל. אם מצב כניסות JK לא משתנה, אז הקלט C מאשר גם את המצב, כמתואר לעיל, רק שהפעם אפס.

לכן, כדי להקל על הזיכרון, לסיכום: שתי יחידות בכניסות של JK היא מצב ספירה. מובן כי מתקיים תנאי 3I לתשומות JK: אחת על כל שלוש התשומות J, ואחת על שלוש התשומות K.

שני אפסים בכניסות JK - מצב אחסון מידע: פולסים בכניסה C של מצב ההדק לא ניתן לשנות. כדי להשיג מצב כזה, מספיק שלפחות קלט אחד J ולפחות קלט K אחד יש רמת אפס לוגית.

במקרה שבו שלוש כניסות J גבוהות, ההדק מוגדר למצב יחיד. במקביל, לפחות אחת משלוש הכניסות של K חייבת להיות בעלת רמה נמוכה.

כדי לאפס את ההדק, יש אפס להיות לפחות על אחת מהכניסות J, ויש לאחוז בכל שלוש הכניסות K.

כל מה שנכתב למעלה ניתן למצוא בטבלת האמת של ההדק K155TV1 שמוצג באיור 4.

איור 4. טבלת האמת עבור שבב K155TV1.

מפעילים מסוגים שונים משמשים גם כאלמנטים של מכשירי ספירה, או פשוט דלפקים, כמו גם מעצבי דופק. זה יידון בחלק הבא של המאמר על מעגלי לוגיקה.

המשך המאמר: שבבי היגיון. חלק 10. כיצד להיפטר מהקפצת אנשי הקשר

ספר אלקטרוני -מדריך למתחילים לבקרי מיקרו AVR