Logikchips. Teil 10. So entfernen Sie das Abprallen von Kontakten

Verwenden eines Auslösers als Schalter

In den vorherigen Teilen des Artikels wurden Trigger wie D und JK beschrieben. An dieser Stelle sei daran erinnert, dass diese Trigger im Zählmodus arbeiten können. Dies bedeutet, dass sich der Zustand des Triggers in das Gegenteil ändert, wenn der nächste Impuls am Takteingang ankommt (für beide Trigger ist dies Eingang C).

Diese Funktionslogik ist der üblichen elektrischen Taste wie bei einer Tischlampe sehr ähnlich: gedrückt - ein, wieder gedrückt - aus. In Geräten, die auf digitalen Mikroschaltungen basieren, wird die Rolle einer solchen Taste am häufigsten von Triggern übernommen, die im Zählmodus arbeiten. Dem Zähleingang werden Impulse mit hohem Pegel zugeführt, und die Triggerausgangssignale werden zur Steuerung der Exekutivschaltungen verwendet.

Es würde sehr einfach erscheinen. Wenn Sie einfach eine Taste an Eingang C anschließen, der diesen Eingang beim Drücken mit einem gemeinsamen Draht verbindet, ändert sich bei jedem Drücken der Triggerstatus wie erwartet in das Gegenteil. Um sicherzustellen, dass dies nicht der Fall ist, reicht es aus, diese Schaltung zusammenzubauen und den Knopf zu drücken: Der Abzug wird nicht jedes Mal in der richtigen Position installiert, sondern häufiger nach mehreren Tastendrücken.

Der Auslösezustand lässt sich am besten mit einer LED-Anzeige überwachen, die in den vorherigen Teilen des Artikels wiederholt beschrieben wurde, oder einfach mit einem Voltmeter. Warum passiert das, warum funktioniert der Trigger so instabil, was ist der Grund?

Was ist Kontaktsprung?

Es stellt sich heraus, dass die Sprungkraft der Kontakte für alles verantwortlich ist. Was ist das Alle Kontakte, auch die besten, sogar Reed-SchalterEs stellt sich heraus, dass sie nicht sofort schließen. Ihre zuverlässige Verbindung wird durch eine ganze Reihe von Kollisionen behindert, die etwa 1 Millisekunde oder sogar länger dauern. Das heißt, wenn wir den Knopf gedrückt halten und eine halbe Sekunde lang gedrückt halten, bedeutet dies überhaupt nicht, dass sich nur ein Impuls einer solchen Dauer gebildet hat. Seinem Auftreten gehen mehrere Zehn oder vielleicht sogar Hunderte von Impulsen voraus.

Wenn Sie zum Zähleingang des Triggers kommen, schaltet jeder dieser Impulse ihn in einen neuen Zustand, der der Logik des Triggers im Zählmodus vollständig entspricht: Alle Impulse werden gezählt und das Ergebnis entspricht ihrer Anzahl. Und die Aufgabe besteht darin, die Taste einmal zu drücken, um den Triggerstatus nur einmal zu ändern.

Ein ähnliches Problem macht sich noch deutlicher bemerkbar, wenn der mechanische Kontakt ein Geschwindigkeitssensor ist, beispielsweise in einer Vorrichtung für Wicklungstransformatoren oder in einem Flüssigkeitsdurchflussmesser: Jeder Kontaktvorgang erhöht den Zustand des elektronischen Zählers nicht wie erwartet um eins, sondern um eine Zufallszahl. Die Geschichte über die Zähler wird etwas später sein, aber glauben Sie vorerst nur, dass dies genau so ist und nicht anders.

So entfernen Sie die Sprungkraft von Kontakten

Der Ausweg ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1. Impulsbildner am RS - Trigger.

Am einfachsten ist es, Kontaktsprünge mit Hilfe des bereits bekannten RS-Triggers zu beseitigen, der auf einem K155LA3-Logikchip, genauer auf seinen Elementen DD1.1 und DD1.2, montiert ist. Lassen Sie uns diesen direkten Ausgang vereinbaren RS - Trigger Dies ist Pin 3, der inverse Ausgang ist Pin 6.

Wenn der RS-Trigger aus Elementen von Logikschaltungen zusammengesetzt ist, muss eine solche Vereinbarung getroffen werden. Wenn der Auslöser eine fertige Mikroschaltung ist, beispielsweise K155TV1, wird die Position der direkten und inversen Ausgänge durch seine Referenzdaten angegeben. Aber selbst in diesem Fall kann die obige Vereinbarung durchaus angemessen sein, wenn die JK- und C-Eingänge nicht verwendet werden und die Mikroschaltung einfach als RS-Trigger verwendet wird. Zum Beispiel zur einfachen Montage des Chips auf der Platine.Gleichzeitig werden natürlich auch die RS-Eingänge vertauscht.

In der im Diagramm gezeigten Schalterstellung ist der Pegel am direkten Ausgang des RS-Triggers eine logische Einheit und auf der umgekehrten natürlich eine logische Null. Der Status des Zählauslösers DD2.1 bleibt so wie beim Einschalten.

Bei Bedarf kann es mit der Taste SB2 zurückgesetzt werden. Um den Trigger beim Einschalten zurückzusetzen, wird ein kleiner Kondensator zwischen dem R - Eingang und dem gemeinsamen Draht innerhalb von 0,05 ... 0,1 μF und ein Widerstand mit einem Widerstand von 1 ... 10 KOhm zwischen der Stromversorgung und dem R - Eingang angeschlossen. Bis der Kondensator am R - Eingang aufgeladen ist, liegt kurz eine logische Nullspannung an. Dieser kurze Nullimpuls reicht aus, um den Trigger zurückzusetzen. Wenn es gemäß den Betriebsbedingungen des Geräts erforderlich ist, den Auslöser beim Einschalten auf einen einzelnen Zustand zu setzen, ist eine solche RC-Kette mit dem S-Eingang verbunden. Wir werden den Absatz über die RC-Kette als einen lyrischen Exkurs betrachten und jetzt weiter gegen den Sprung von Kontakten kämpfen.

Durch Drücken der Taste SB1 wird der rechte Kontaktstift zum gemeinsamen Kabel geschlossen. Gleichzeitig erscheint an Klemme 5 der DD1.2-Mikroschaltung eine ganze Reihe von Sprungimpulsen. Die Leistung von Mikrochips selbst der langsamsten Serie ist jedoch viel höher als die Geschwindigkeit mechanischer Kontakte. Und deshalb wird der allererste Impuls von RS - der Trigger auf Null zurückgesetzt, was einem hohen Pegel am inversen Ausgang entspricht.

In diesem Moment bildet sich ein positiver Spannungsabfall, der am C - Eingang den Trigger DD2.1 in den entgegengesetzten Zustand schaltet, der mit der LED HL2 beobachtet werden kann. Nachfolgende Bounce-Impulse beeinflussen den Zustand des RS-Triggers nicht, daher bleibt der Zustand des Triggers DD2.1 unverändert.

Wenn Sie die Taste SB1 loslassen, kehrt der Auslöser für die Elemente DD1.1 DD1.2 in einen einzelnen Zustand zurück. In diesem Moment wird am inversen Ausgang (Pin 6 von DD1.2) ein negativer Spannungsabfall gebildet, der den Zustand des Triggers DD2.1 nicht ändert. Um den Zählauslöser wieder in seinen ursprünglichen Zustand zu versetzen, muss die Taste SB1 erneut gedrückt werden. Mit dem gleichen Erfolg wird in einem ähnlichen Gerät funktionieren und JK - Auslöser.

Ein solcher Former ist eine typische Schaltung und funktioniert klar und fehlerfrei. Der einzige Nachteil ist die Verwendung eines Flip-Contact-Knopfes. Unten werden ähnliche Shaper gezeigt, die über einen Knopf mit einem einzigen Kontakt arbeiten.

Maßnahmen zur Beseitigung von Fehlalarmen und zur Verhinderung von Störungen

Im Diagramm sehen Sie einen neuen Teilkondensator C1, der im Triggerstromkreis installiert ist. Was ist sein Zweck? Seine Hauptaufgabe ist der Schutz vor Störungen, für die nicht nur Auslöser, sondern auch alle anderen Mikroschaltungen empfindlich sind.

Wenn Sie die Montageelemente mit einem Metallgegenstand berühren, erzeugen sie Impulsgeräusche, die den Zustand der Auslöser nach Belieben ändern können. Die gleiche Störung in der Schaltung wird erzeugt, wenn auch nur ein Trigger verwendet wird, insbesondere mehrere. Diese Störung wird über die Leistungsbusse von einem Chip zum anderen übertragen und kann auch zu einer falschen Triggerumschaltung führen.

Um dies zu verhindern, installieren Sie blockierende Kondensatoren. In der Praxis werden solche Kondensatoren mit einer Kapazität von 0,033 ... 0,068 uF mit einer Rate von einem Kondensator pro zwei oder drei Mikroschaltungen installiert. Diese Kondensatoren sind so nah wie möglich an den Stromanschlüssen der Mikroschaltungen montiert.

Eine weitere Ursache für eine falsche Auslösung von Mikrochips können nicht verwendete Eingangsstifte sein. Scheininterferenzimpulse werden hauptsächlich bei solchen Schlussfolgerungen induziert. Zur Bekämpfung von Fehlalarmen sollten nicht verwendete Eingangsanschlüsse über Widerstände mit einem Widerstand von 1 ... 10 KOhm an den positiven Bus der Stromquelle angeschlossen werden. Darüber hinaus, wenn das Schema nicht verwendet wurde logische Elemente UND NICHTDann sollten ihre Eingänge mit einem gemeinsamen Draht verbunden werden, weshalb am Ausgang solcher Elemente eine logische Einheit erscheint und nicht verwendete Triggereingänge bereits mit ihnen verbunden werden.

Wenn ein Kippschalter oder eine Kipptaste als Signalquelle für eine Mikroschaltung verwendet wird, ist die Situation, in der der Kontakt offen ist und ein ausreichend langer Draht in der Luft hängt, völlig inakzeptabel. Bereits eine solche Antenne wird sehr erfolgreich gestört. Daher sollten solche Leiter über einen Widerstand mit einem Widerstand von 1 ... 10 KOhm mit dem positiven Leistungsbus verbunden werden.

Unterdrückung von Tastenklappern mit einem Kontaktpaar

Die Verwendung von Tasten mit einem Kontaktpaar ist viel einfacher, daher werden sie häufiger verwendet als Tasten mit Wippkontakten. In Abbildung 2 sind mehrere Schaltkreise dargestellt, mit denen das Rattern von Kontakten solcher Tasten unterdrückt werden soll.

Abbildung 2

Der Betrieb dieser Schaltungen basiert auf Zeitverzögerungen, die unter Verwendung von RC-Ketten erzeugt werden. Fig. 2a zeigt eine Schaltung, deren Betrieb das Ein- und Ausschalten verzögert, Fig. 2c enthält eine Schaltung mit einer Verzögerung nur an und Fig. 2d zeigt eine Schaltung mit einer verzögerten Abschaltung. Diese Schaltkreise sind Einzelvibratoren, über die bereits in einem Teil dieses Artikels geschrieben wurde. Die Abbildungen 2b, 2d, 2e zeigen ihre Zeitdiagramme.

Es ist leicht zu erkennen, dass diese Former auf Chips der K561-Serie hergestellt sind, die sich auf CMOS-Chips beziehen. Daher sind die Werte von Widerständen und Kondensatoren speziell für solche Chips angegeben. Diese Shaper sollten in Schaltungen verwendet werden, die auf Mikroschaltungen der Serien K561, K564, K176 und dergleichen aufgebaut sind.

Boris Aladyshkin