1. Перевірка логіки роботи D-тригера -мікросхема K155ТМ2.
- опис схеми,
- збірка схеми,
- перевірка логіки.
На схемі показаний один D-тригер - елемент мікросхеми К155ТМ2 (D1 - всього в мікросхемі два D-тригера). У елемента є входи R і S, вхід даних D, тактовий вхід C і два виходи - прямий Q (5) і інверсний (6). Зверніть увагу на гурток у висновку 6 і згадайте позначення виходу елемента ЛА3 (в ньому також позначається інверсія).
До входів R, S, D, C тригера підключені кнопки. При натисканні будь-якої з кнопок відповідний вхід буде з'єднаний з землею (GND), значить, на ньому буде логічний нуль. Якщо на кнопку не було натиснуто, то на входах буде присутній рівень логічної 1, так як опору R1-R4 (1 кОм) другими висновками підключені до лінії VCC. На наступному зображенні показані рівні станів на входах при роботі з кнопками (при натисканні - стрілка вниз і відпуску кнопки - стрілка вгору).
Для індикації станів до виходів тригера (прямий - 5 і інверсний - 6) через опору R5, R6 (1кОм) підключені світлодіоди VD1, VD2. Світлодіоди підключені катодами до лінії GND і тому будуть світитися при логічній одиниці на виході тригера.
1) Вимкніть від макетної плати.
2) Зберіть схему. Світлодіоди розташуйте на макетке так, щоб було зрозуміло, де розташований VD1 (прямий вихід мікросхеми), а де - VD2 (інверсний). Висновки (8,9,10,11,12,13) другого елементу мікросхеми можуть висіти в повітрі. На зображенні не встановлені опору R1-R4.
3) Перевірте правильність складання.
4) Подайте харчування.
Після подачі живлення один з двох світлодіодів повинен світитися.
Логіка роботи RS входів така ж як і в 2-му завданні (схема RS-тригера на елементах 2І-НЕ мс К155ЛА3).
При натисканні на R (тут KN1) прямий вихід скидається в 0 (світлодіод VD1 не світиться).
При натисканні на S (тут KN4) прямий вихід встановлюється в 1 (світлодіод VD1 світиться).
Перевірка логіки роботи тригера.
- Установка (S etting) і Скидання (R eset). Активним рівнем для входів R і S є 0:
при S = 0 на виході виконується Установка; Q = 1
при R = 0 на виході відбувається Скидання; Q = 0
- Запис. Якщо S = 1 і R = 1, то в момент позитивного перепаду на С стан з D переходить на Q.
--- Перевірка логіки роботи входів RS (рядки 1, 2, 3 по таблиці).
--- Перевірка запису сигналу з входу D (рядки 4, 5).
--- Уточнення моменту запису на тактовій вході С (для рядків 4,5).
Перевірка логіки роботи входів R і S (асинхронний Скидання і Установка):
1. Натисніть тільки на кнопку KN4 (S = 0) і на прямому виході Q (5) встановиться рівень логічної 1 і тому світлодіод VD1 буде світитися. Світлодіод VD2 НЕ буде світитися, так як на інверсному виході (6) буде низький рівень.
2. Натисніть тільки на кнопку KN1 (R = 0) і світлодіод VD1 згасне, значить, на прямому виході Q (5) відбувається скидання в 0. Світлодіод VD2 світиться, так як на інверсному виході (6) буде 1.
Отже,
при S = 0, прямий вихід Q = 1, на інверсному - 0 (асинхронна установка в 1),
при R = 0, прямий вихід Q = 0, на інверсному - 1 (асинхронний скидання в 0).
Вхід S (Setting-Установка) служить для установки прямого виходу в 1, а вхід R (Reset - Скидання) служить для скидання прямого виходу в 0. Вони є асинхронними входами, так як змінюють стан тригера в будь-який момент часу, незалежно від стану входів D і C (в таблиці показаний знак Х). Щоб відбувалися Скидання або Установка, на вхід R або S повинен подаватися низький рівень.
При одночасному утриманні кнопок KN1 і KN4 обидва світлодіода засвітяться, так як на обох виходах (прямому і інверсному) встановлюється високий рівень. Цей режим роботи елемента дуже рідко використовується в схемотехніці.
Перевіряємо логіку роботи входу D (завантаження 1 або 0, рядок 4 і 5 таблиці):
Один раз натисніть на кнопку KN1, щоб світлодіод VD1 не світився. Далі кнопки KN1 і KN4 натискати не треба, щоб на входах R і S були логічні 1.
4. Швидко натисніть на кнопку KN3 (на тактовий вхід З надійде імпульс, поз. 2-3) і тоді повинен засвітитися світлодіод VD1, так як на прямому виході Q (5) встановлюється високий рівень (поз.3). Світлодіод VD2 НЕ буде світитися, так як на інверсному виході (6) низький рівень.
5. Натисніть на кнопку KN2 (вхід D = 0, поз.4 по діаграмі нижче) і утримуючи її, на мить натисніть на кнопку KN3 (на тактовий вхід З надійшов імпульс, поз.5-6) і світлодіод VD1 повинен згаснути, так як на прямому виході Q (5) встановлюється низький рівень (поз.6). Світлодіод VD2 засвітиться, так як на інверсному виході (6) буде високий рівень.
Отже, що відбувається при подачі імпульсу на вхід C.
при D = 1, прямий вихід Q = 1 (В), на інверсному - 0 (Н); кажуть: завантаження 1, запис 1, перенесення 1 з D на Q.
при D = 0, прямий вихід Q = 0 (Н), на інверсному - 1 (В); кажуть: завантаження 0, запис 0, перенесення 0 з D на Q.
В який момент часу відбувається запис.
Управління входами R і S має пріоритет по відношенню до входу D і С. Тобто, скидати вихід Q в 0 (0 на R) або встановлювати на Q виході 1 (0 на S) можна незалежно від стану на входах D і C і тому можна натискати на кнопки KN1 і KN4 при виконанні 4 і 5 пунктів.
При такому простому (кнопочному) управлінні тактовим входом С неминучий брязкіт контакту, тому в тексті трохи раніше написано "майже завжди". Для зменшення (!) Впливу брязкоту в схемі можна встановити конденсатор C1 (100 ПФ).
3. Перевірка логіки роботи лічильника - мікросхема К155ИЕ5.
Нижче наведена схема включення мікросхеми К155ИЕ5 дільником на 16.
Список деталей.
DD1 - К155ИЕ5; R1- 1 кОм; R2-5 - 10 кОм; кнопки і світлодіоди з набору.
Висновки харчування К155ІЕ5 - 5 (VCC); 10 (GND).
Генератор (схема 4k) використовується від попереднього етапу роботи (конденсатор C1 - 1000.0-3000.0 мкФ). Зверніть увагу на порядок установки світлодіодів VD1-VD4 (молодший розряд лічильника - зверху, старший - знизу).
Порядок дій.
1. Виконайте монтаж.
2. На тактовий вхід C1 (14) подайте сигнал з раніше зібраного генератора.
3. Перевірте правильність монтажу і подайте харчування.
- Після подачі живлення світлодіод VD генератора повинен блимати, а світлодіоди VD1-VD4 не повинні світитися. Чому.
- При натисканні кнопки KN1 стану світлодіодів VD1-VD4 повинні зміняться в відповідно до логіки роботи лічильника і в такт роботи генератора. Порівняйте стану світлодіодів VD1-VD4 з тимчасової діаграмою:
- Зверніть увагу на момент перемикання світлодіодів VD1-VD4 по відношенню до светодиоду VD (в момент включення або виключення).
- У зошиті складіть таблицю станів (з 0 і 1) виходів лічильника. Таблицю розташуйте зверху вниз. Після подачі живлення станом виходів буде відповідати запис 0000 (12,9,8,11).
- Поясніть для чого необхідно з'єднання виходу DD1 (12) зі входом DD1 (1)?
4. Подільники частоти на лічильнику - мікросхема К155ИЕ5.
- Відключіть кнопку KN1 і до входів скидання R1 і R2 підключіть відповідні виходи лічильника.