Logikchips. Teil 9. JK-Trigger

Eine Geschichte über JK Trigger und einfache Experimente, um seine Arbeit zu studieren.

In den vorherigen Teilen des Artikels wurden Auslöser wie RS und D beschrieben. Diese Geschichte ist unvollständig, wenn Sie sie nicht erwähnen Jk Trigger. Ebenso gut wie D auslösen Es hat erweiterte Eingangslogik. Bei der Serie 155 handelt es sich um einen K155TV1-Chip, der im DIP-14-Gehäuse hergestellt wird. Die Pinbelegung oder, wie sie jetzt sagen, die Pinbelegung (vom englischen PIN-Pin) ist in Abbildung 1a dargestellt. Fremdanaloga SN7472N, SN7472J.

Wenn eine Schlussfolgerung in einem bestimmten Schema nicht verwendet wird, ist es völlig akzeptabel, sie einfach nicht zu zeigen, wie in Abbildung 1b dargestellt.

Beschreibung und Zweck der Schlussfolgerungen

Der K155TV1-Trigger verfügt über direkte und inverse Ausgänge. In der Abbildung sind dies die Schlussfolgerungen 8 bzw. 6, und ihr Zweck ist der gleiche wie für die zuvor betrachteten Auslöser vom Typ D und RS. Der umgekehrte Ausgang beginnt in einem kleinen Kreis.

An den Eingängen R und S funktioniert der Trigger wie ein einfacher RS-Trigger. Der Arbeitspegel für diese Eingänge ist niedrig, was durch Kreise an der Basis der Klemmen angezeigt wird. Wie beim D-Trigger haben diese Eingänge Priorität: Das Auftreten und Halten eines niedrigen Pegels an einem von ihnen verhindert den Betrieb der verbleibenden Eingänge, und ein kurzer negativer Impuls versetzt den Trigger bis zum nächsten Impuls am Eingang C in den entsprechenden Zustand.

Eingang C ist getaktet. Wenn der Trigger im Zählmodus arbeitet, spielt er die Rolle der Information - genau darauf treffen Zählimpulse ein. In der Art des Empfangens und Speicherns von Informationen dient es als Takt, sein Zweck ähnelt einem ähnlichen Eingang eines D-Triggers, aber die Funktionslogik ist etwas anders und wird durch den Zustand der JK-Eingänge bestimmt.

Abbildung 1. Die Pinbelegung des K155TV1-Chips.

J und K sind Triggersteuereingänge. Sie werden gemäß Schema 3I kombiniert, das durch das Symbol & logisch I auf dem Grafiksymbol angegeben ist. Sehr oft verbinden sich diese Eingänge einfach in den Schaltungen, und es stellt sich heraus, dass sie einen J- und einen K-Eingang haben. Einige Chip-Serien haben auch JK-Trigger, sie werden auch TB1 genannt, aber im Gegensatz zur 155-Serie haben sie einen J- und K-Eingang. Die Arbeitslogik an diesen Eingängen ist genau die gleiche wie bei K155TV1, Sie müssen jedoch nicht drei übergeordnete Logiksignale zusammen sammeln. Ein Beispiel für solche Mikroschaltungen kann beispielsweise K176TV1, K561TV1, K1564TV1 dienen.

Lernen Sie die Logik des JK-Triggers

Um sich näher mit der Bedienung des JK-Triggers vertraut zu machen, müssen Sie ihn nur wie im vorherigen Artikel auf dem Steckbrett einschalten und die Eingangssignale manuell anlegen. Sie müssen zwar zugeben, dass Sie sich eine Anleitung zum Spielen der Gitarre oder des Knopfakkordeons merken können, aber ohne das Instrument in die Hand zu nehmen, werden Sie das Spielen nicht lernen. Auch bei Mikroschaltungen: Bis Sie die einfachsten Experimente durchführen, wird es schwierig sein, die Bedeutung der Arbeit zu verstehen.

Als Eingangssignale verwenden wir, genau wie beim Studium des D-Triggers, einen Drahtbrücken, der an einen gemeinsamen Draht angeschlossen ist.

Die Schaltung zum Testen des JK-Triggers K155TV1 ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2. Testen Sie den JK-Trigger K155TV1.

Die Versorgungsspannung wird wie gewohnt zu den 14. und 7. Schlussfolgerungen der Mikroschaltung geliefert, die im Diagramm in Form von Leitern mit Pfeilen angegeben sind.

Zur visuellen Beobachtung des Zustands des Triggers an seinen Ausgängen sind direkt und invers LED-Anzeigen angeschlossen. Dieselbe Anzeige ist an Eingang C angeschlossen. Das LED-Leuchten zeigt das Vorhandensein eines logischen Einheitspegels (2,4 ... 5 V) an diesem Ausgang an. Am Eingang C wird der Pegel des Ausgangssignals des an den Eingang C angeschlossenen Impulsgenerators angezeigt. Natürlich kann der Zustand der Ein- und Ausgänge bei einer so niedrigen Frequenz mit einem normalen Voltmeter durchaus beobachtet werden, dies ist jedoch nicht sehr praktisch.

JK-Triggerbetrieb an RS-Eingängen

Obwohl sich die Schaltung vor dem Einschalten als sehr einfach herausstellte, sollten Sie sie wie gewohnt auf Fehler, Kurzschlüsse und Unterbrechungen prüfen: Selbst wenn Sie die Stromversorgung in die entgegengesetzte Richtung einschalten, kann die Schaltung unbrauchbar werden. Diese Regel sollte in all diesen Fällen beachtet und angewendet werden, auch wenn es sich nur um eine elektrische Schaltung ohne Halbleiterbauelemente handelt.

Also schalte es ein. Beim ersten Einschalten muss eine der LEDs am Ausgang leuchten, was unbekannt ist. Dies ist auf Transienten beim Einschalten zurückzuführen. Jetzt wenden wir abwechselnd mit den oben genannten Drahtbrücken einen niedrigen Logikpegel an die R- und S-Eingänge an. In diesem Fall sollten die LEDs am Ausgang abwechselnd schalten und den Status des Triggers anzeigen. Diese Betriebsart wird als asynchron bezeichnet - es sind keine zusätzlichen Strobe-Signale (Freigabe, Takt) erforderlich.

Es ist nicht erforderlich, gleichzeitig einen niedrigen Pegel direkt an die R- und S-Eingänge anzulegen: Dieser Zustand wird für den Trigger als verboten angesehen. Obwohl dies nicht zu irreversiblen Konsequenzen in Form eines Ausgangs der Mikroschaltung führt, ist der Zustand der Ausgänge in diesem Fall unbekannt, was nicht der Logik des Triggers entspricht. Wenn alles in Ordnung ist, können Sie Experimente zur Untersuchung der Funktionsweise eines Triggers an JK-Eingängen durchführen.

Was passiert, wenn mit einem Überbrückungskabel ein niedriger Draht an die JK-Eingänge angelegt wird? Gar nichts: Der Auslöser speichert den vorherigen Status, der durch das Leuchten der Anzeigen sichtbar wird. Damit diese Eingänge den Zustand des Triggers beeinflussen, müssen Impulse vom Generator an den Eingang C angelegt werden, dessen Schaltung in Abbildung 3 dargestellt ist. Zum Zusammenbau wird ein zusätzlicher K155LA3-Chip benötigt. Die Pulswiederholungsrate und -dauer sollte so sein, dass eine visuelle Überwachung der Triggerzustände möglich ist.

Abbildung 3. Taktgenerator.

JK-Triggerbetrieb im Zählmodus

Wenn die JK-Eingänge angeschlossen sind, wie in Abbildung 2a gezeigt, arbeitet der Trigger im Zählmodus: Der Zustand des Triggers ändert sich mit jedem Eingangsimpuls. Der Widerstand R4 ist im Diagramm mit einer gepunkteten Linie dargestellt - Sie können ihn nicht setzen, da sich nicht angeschlossene Eingänge noch im Zustand einer logischen Einheit befinden. Der Hauptzweck dieses Widerstands ist der Schutz vor Störungen durch die JK-Eingänge.

Das Zeitdiagramm des JK-Triggers ist in Abbildung 2b dargestellt und einem ähnlichen Diagramm für den D-Trigger sehr ähnlich. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Änderung des Triggerzustands nicht aufgrund einer positiven Pegeldifferenz am Eingang C auftritt, sondern aufgrund einer negativen - dem Übergang des Eingangsimpulspegels von einem hohen zu einem niedrigen Pegel.

Es ist leicht zu erkennen, dass die Frequenz der Impulse am Ausgang des Triggers genau zweimal niedriger ist als die Frequenz der Eingangsimpulse. Daher werden Trigger im Zählmodus häufig von zwei als Frequenzteiler verwendet. Zwei in Reihe geschaltete Trigger teilen die Frequenz in vier, und drei Trigger werden bereits in acht geteilt, und so weiter, entsprechend der Potenz von 2.

Wenn ein Frequenzteiler mit einem ungeraden Teilungskoeffizienten erforderlich ist, werden mehrere Trigger mit Rückkopplungen verwendet. Dies wird jedoch im nächsten Teil des Artikels über Zähler und Impulsformer erläutert.

Aus dem Vorstehenden können wir schließen: Wenn sich die JK-Eingänge gleichzeitig im Zustand einer logischen Einheit (hoher Pegel) befinden, arbeitet der Trigger im Zählmodus. Dies bedeutet, dass sich für jede negative Pegeldifferenz am Eingang C der Triggerzustand in das Gegenteil ändert.

Triggerbetrieb an JK-Eingängen

Was passiert, wenn an den JK-Eingängen ein logischer Nullpegel vorhanden ist? Um dies zu überprüfen, reicht es aus, mindestens einen JK-Eingang (denken Sie daran, dass K155TV1 über 3 J- und 3 K-Eingänge verfügt, kombiniert gemäß 3I-Schaltung) an ein gemeinsames Kabel anzuschließen. Sie können jedoch eine Verbindung zum gemeinsamen Kabel und allen Eingängen von JK herstellen, dies ist bereits prinzipienlos. Entsprechend den LED-Anzeigen sehen wir, dass die Taktimpulse kommen und sich der Triggerzustand nicht ändert.In einem Zustand, in dem die logische Null an den Eingängen J und K liegt, befindet sich der JK-Trigger im Informationsspeichermodus.

Es bleiben zwei Fälle zu betrachten. Fall eins ist, wenn der Eingang J hoch und der Eingang K niedrig ist. In dieser Situation wird der Trigger am Eingang C auf einen einzelnen Zustand gesetzt - die an den direkten Ausgang des Triggers angeschlossene HL3-Anzeige leuchtet auf. HL2 wird natürlich zurückgezahlt.

Wenn sich der Zustand der JK-Eingänge in Zukunft nicht ändert, neigt jeder Impuls am Eingang C auch dazu, den Trigger auf einen einzelnen Zustand zu setzen, obwohl er bereits vorhanden ist. In diesem Fall heißt es, dass am Eingang C der vorherige Triggerzustand in diesem Fall einfach bestätigt wird.

Der zweite Fall ist, wenn der Eingang J Null und der Eingang K Eins ist. In diesem Zustand wird an den JK-Eingängen, dem ersten Impuls am Eingang C, der Trigger auf Null gesetzt (zurückgesetzt) ​​- die HL3-Anzeige erlischt und HL2 wird eingeschaltet. Wenn sich der Zustand der JK-Eingänge nicht ändert, bestätigt der Eingang C auch den Zustand, wie oben beschrieben, nur dieses Mal Null.

Um es leichter zu merken, um es zusammenzufassen: Zwei Einheiten an den Eingängen von JK sind ein Zählmodus. Es versteht sich, dass die Bedingung 3I für die JK-Eingänge erfüllt ist: einer an allen drei Eingängen J und einer an allen drei Eingängen K.

Zwei Nullen an JK-Eingängen - Informationsspeichermodus: Impulse am Eingang C des Triggerzustands können nicht geändert werden. Um einen solchen Zustand zu erhalten, reicht es aus, dass mindestens ein Eingang J und mindestens ein Eingang K einen logischen Nullpegel haben.

Wenn alle drei J - Eingänge hoch sind, wird der Trigger auf einen einzelnen Zustand gesetzt. Gleichzeitig muss mindestens einer der 3 Eingänge von K einen niedrigen Pegel haben.

Um einen Trigger zurückzusetzen, muss an mindestens einem der Eingänge J Null vorhanden sein und an allen drei Eingängen K muss einer gehalten werden.

Alles, was oben geschrieben wurde, finden Sie in der Wahrheitstabelle für den K155TV1-Trigger, die in Abbildung 4 dargestellt ist.

Abbildung 4. Die Wahrheitstabelle für den K155TV1-Chip.

Trigger verschiedener Typen werden auch als Elemente von Zählgeräten oder einfach als Zähler sowie als Impulsformer verwendet. Dies wird im nächsten Teil des Artikels über Logikschaltungen erörtert.

Fortsetzung des Artikels: Logikchips. Teil 10. So entfernen Sie das Abprallen von Kontakten

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