kategorier: Praktisk elektronik, Nybörjare elektriker
Antal visningar: 114666
Kommentarer till artikeln: 4

Logikchips. Del 8. D - trigger

 


D - triggersArtikeln beskriver D-trigger, dess funktion i olika lägen, en enkel och intuitiv teknik för att studera handlingsprincipen.

I den föregående delen av artikeln startades studien av triggers. RS-avtryckaren anses vara den enklaste i denna familj, som beskrivs i den sjunde delen av artikeln. D- och JK-triggers används mer i elektronikenheter. Enligt handlingen innebär de RS trigger, är också enheter med två stabila tillstånd vid utgången, men har en mer komplex logik för insignalerna.

Det bör noteras att alla ovanstående gäller inte bara för K155-seriechipsoch för andra serier av logiska kretsar, till exempel K561 och K176. Och inte bara när det gäller triggers, alla logikchips fungerar också exakt, skillnaden är bara i de elektriska parametrarna för signalerna - spänningsnivåer och driftsfrekvenser, effektförbrukning och lastkapacitet.


D utlösare

Det finns flera modifieringar av D-flip-flops i K155-seriens chips, men K155TM2-chipet är dock det vanligaste. I ett 14-stiftspaket finns det två oberoende D-vippor. Det enda som förenar dem är en vanlig strömkrets. Varje trigger har fyra ingångar på logisk nivå och följaktligen två utgångar. Detta är en direkt och invers utgång, som vi redan är bekanta med berättelsen om RS-trigger. Här utför de samma funktion. Figur 1 visar en D-trigger.

Det finns också mikrokretsar som innehåller fyra D-flip-flops i ett hölje: det är mikrokretsar som K155TM5 och K155TM7. Ibland i litteraturen kallas de fyrsiffriga register.

Chip K155TM2

Bild 1. Chip K155TM2.

Figur la visar hela mikrokretsen i formen som den vanligtvis visas i referensböcker. I diagrammen kan faktiskt varje avtryckare som finns i höljet avbildas bort från sin "partner", medan ritningen kanske inte visar slutsatser som helt enkelt inte används i denna krets, även om de faktiskt är det. Ett exempel på en sådan kontur av en D-trigger visas i figur Ib.

Överväg mer ingående insignaler. Detta görs med hjälp av en trigger med stift 1 ... 6 som exempel. Följaktligen kommer allt ovan att vara sant med avseende på en annan utlösare (med stiftnummer 8 ... 13).

Signalerna R och S utför samma funktion som liknande RS-signaler för en utlösare: när en logisk nollnivå appliceras på ingång S ställs avtryckaren i ett enda tillstånd. Detta betyder att en logisk enhet kommer att visas på direktutgången (stift 5). Om nu tillämpar en logisk noll på R-ingången återställs utlösaren. Detta betyder att vid den direkta utgången (stift 5) kommer en logisk nollnivå att dyka upp, och vid den omvända (stift 5) kommer en logisk enhet att finnas.

I allmänhet, när man talar om tillståndet för en utlösare, betyder det tillståndet för dess direkta utgång: om utlösaren är installerad, är dess direkta utgång på en hög nivå (logisk enhet). Följaktligen är det underförstått att på den omvända utgången är allt exakt motsatt, därför är den inversa utgången ofta inte nämnd när man överväger kretsens drift.

En logisk enhet kan matas till ingångarna R och S så mycket som önskas: avtryckarens tillstånd ändras inte. Detta antyder att ingångarna är R och S låga. Det är därför RS-ingångarna börjar med en liten cirkel, vilket indikerar att arbetssignalnivån är låg eller, som är densamma, omvänd. En sådan liten cirkel i insignalerna finns inte bara i triggers, utan också i bilden av vissa andra mikrokretsar, till exempel avkodare eller multiplexorer, vilket också indikerar att arbetsnivån för denna signal är en låg nivå. Detta är en allmän regel för alla grafiska symboler för mikrokretsar.

Förutom RS-ingångarna har D-trigger också en D-dataingång, från engelska data (data) och en synkroniseringsingång C från den engelska klockan (puls, strobe). Med hjälp av dessa ingångar kan du få en trigger att fungera antingen som ett minneselement eller som en räkneutlösare. För att förstå D-triggers funktion är det bättre att montera en liten krets och utföra enkla experiment.

Var uppmärksam på bilden på ingång C: den högra änden av denna utgång i figuren slutar med en liten snedstreck i riktningen från vänster - upp - till höger. Denna funktion indikerar att utlösaren som växlar över ingången C sker vid tidpunkten för insignalens övergång från noll till en. Figur 3 visar en möjlig pulsform vid ingång C.

För att mer noggrant förstå D-avtryckarens funktion är det bäst att montera kretsen, som visas i figur 2.

Schema för att studera funktionen av D - trigger

Bild 2. Schema för att studera driften av D - trigger.

Pulsalternativ vid ingång C

Bild 3. Pulsalternativ vid ingång C.

För tydlighetens skull är utlösaren ansluten till dess utgångar (stift 5 och 6) LED-indikatorer. Vi ansluter samma indikator till ingång C. Ingång D, genom ett 1 kΩ-motstånd, är ansluten till +5 V strömförsörjningsbussen, och, som visas i diagrammet, SB1-knappen. När kretsen har monterats kommer vi att kontrollera installationskvaliteten och sedan kan du slå på strömmen.

Arbeta D-avtryckaren på RS-ingångar

När du slår på måste en av lysdioderna HL2 eller HL3 vara tänd. Anta att det är HL3, därför är den, när den är påslagen, inställd på en, även om den också kan ställas in på noll. Insignalerna på låg nivå till RS-ingångarna kommer att levereras med en bit av flexibel ledare ansluten till en gemensam tråd.

Låt oss först försöka tillämpa en låg nivå på ingång S, stäng bara stift 4 på den vanliga kabeln. Vad kommer att hända? Vid utgångarna på avtryckaren kommer signalerna att förbli i samma tillstånd som de var när de slås på. Varför? Allt är väldigt enkelt: utlösaren är redan i ett enda tillstånd eller installerat, och tillförseln av en styrsignal till ingång S bekräftar helt enkelt detta triggartillstånd, tillståndet ändras inte. Detta driftssätt för avtryckaren är inte alls skadligt och finns ofta i driften av riktiga kretsar.

Med samma tråd kommer vi nu att tillämpa en låg nivå på ingång R. Resultatet kommer inte att komma lång: utlösaren kommer att växla till den låga nivån, eller, som de säger, den kommer att återställas. Upprepad och efterföljande tillförsel av en låg nivå till ingång R kommer också helt enkelt att bekräfta ett tillstånd, denna gång noll, på samma sätt som beskrivits ovan för ingång S. Från detta tillstånd kan det härledas antingen genom att tillhandahålla en låg nivå till ingång S, eller kombination av signaler vid ingångarna C och D.

Det bör noteras att ibland en D-trigger kan användas helt enkelt som en RS-trigger, det vill säga att ingångar C och D inte används. I detta fall, för att öka brusimmuniteten, bör de anslutas till +5 V-bussen genom motstånd med ett motstånd på 1 KOhm, eller anslutas till en gemensam tråd.


Triggerfunktion på ingångar C och D

Anta att utlösaren för närvarande är installerad, så att HL3-LED lyser. Vad händer om du trycker på SB1-knappen? Absolut ingenting, tillståndet för triggers utsignaler förändras inte. Om nu för att återställa avtryckaren vid ingången R, tänds LED HL2 och HL3 stängs av. Att trycka på SB1-knappen i det här fallet ändrar inte heller triggartillståndet. Detta antyder att det inte finns några klockpulser vid ingång C.

Låt oss nu försöka tillämpa klockpulser på ingång C. Det enklaste sättet att göra detta är genom att montera en rektangulär pulsgenerator, som vi redan känner till från de tidigare delarna av artikeln. Dess krets visas i figur 4.

Klockgenerator

Bild 4. Klockgenerator.

För att observera kretsens funktion visuellt måste generatorns frekvens vara liten, med detaljerna på kretsen är det cirka 1 Hz, det vill säga 1 oscillation (puls) per sekund. Generatorns frekvens kan ändras genom att välja kondensator C1. Status för ingång C indikeras med LED HL1: LED lyser - vid ingången C är nivån hög, om den är av är nivån låg.Vid ögonblicket för tändning av LED HL1 vid ingången C bildas ett positivt spänningsfall (från lågt till högt). Det är den här övergången som får D-triggaren att trigga på ingång C, och inte närvaron av en hög eller låg spänningsnivå vid denna ingång. Detta bör komma ihåg och övervaka triggers beteende exakt vid pulsfronten.

Om pulsgeneratorn är ansluten till ingången C och strömmen slås på kommer inställningen att ställas in till en med den första pulsen, efterföljande pulser i triggartillståndet kommer inte att ändras. Allt ovanstående gäller för fallet när omkopplaren SB1 är i det läge som visas i figuren.

Låt oss nu växla SB1 till lägre läge enligt kretsen och därmed tillämpa en låg nivå på ingång D. Den allra första impulsen som kom från generatoren kommer att sätta avtryckaren i ett tillstånd av logiskt noll eller så återställs avtryckaren. HL2 LED kommer att berätta om detta. Efterföljande pulser vid ingång C ändrar inte heller triggers tillstånd.

Figur 2b visar tidsdiagrammet för triggeroperationen för CD-ingångar. Det antas att tillståndet för ingång D förändras såsom visas i figuren, och periodiska klockpulser anländer till ingång C.

Den första pulsen vid ingång C sätter avtryckaren till ett enda tillstånd (stift 5), och den andra pulsen i utlösarläget förändras inte, eftersom vid ingången C förblir nivån hög hittills.

Tillståndet för ingång D mellan den andra och den tredje klockpulsen ändras från en hög nivå till en låg, som framgår av figur 2. Men utlösaren växlar till nolltillståndet först i början av den tredje klockpulsen. Den fjärde och femte pulsen vid ingången C i triggartillståndet ändras inte.

Det bör noteras att signalen vid ingång D ändrade dess värde från lågt till högt under en klockpuls vid ingång C. Trigaren ändrade emellertid inte tillståndet, eftersom den positiva kanten på klockpulsen var tidigare än nivåförändringen med inlopp D.

Trigaren kommer att växlas till ett enda tillstånd endast genom den sjätte impulsen, mer exakt av dess front. Den sjunde pulsen återställer avtryckaren, eftersom en hög nivå redan har fastställts vid ingången D under dess positiva kant. Följande impulser fungerar på exakt samma sätt, så att läsarna kan hantera dem på egen hand.

Ett annat tidtabell visas i figur 5.

Komplett tidsdiagram över D-triggerdrift

Bild 5. Komplett tidsdiagram över drift av D-trigger.

Figuren visar att utlösaren kan fungera i tre lägen, varav två redan har diskuterats ovan. I figuren är dessa asynkrona och synkrona lägen. Det rådande läget är av det största intresset för tidsdiagrammet: det är uppenbart att under den låga nivån vid ingången R förändras inte tillståndet vid ingångarna C och D, vilket indikerar att RS-ingångarna är prioriterade. Figur 5 visar också sanningstabellen för D - trigger.

Från det föregående kan följande slutsatser dras: varje positiv pulsskillnad vid ingång C sätter avtryckaren till tillståndet som var vid ingång D i det ögonblicket, eller helt enkelt överför sitt tillstånd till den direkta utgången från utlösaren Q. Den negativa pulsskillnaden vid ingång C har ingen effekt på Avtryckstillståndet visas inte.

Figur 3 visar de möjliga pulsformerna vid C-ingången: det är en kvadratisk våg (3a), korta högnivåpulser eller positiva (3b), korta lågnivåpulser (negativa) (3c). Hur som helst utlöses triggers av en positiv skillnad.

I vissa fall kommer det att vara framsidan av impulsen, och i andra är dess nedgång. Denna omständighet bör beaktas vid utveckling och analys av kretsar på D - triggers. Drift av D - avtryckaren i räknarläge Ett av huvudändamålen med D - avtryckaren är dess användning i räknarläge. För att få den att fungera som en pulsräknare räcker det att applicera en signal från sin egen omvända utgång till ingång D. En sådan anslutning visas i figur 6.

Funktion D - trigger i räknarläge

Bild 6. Drift av D - trigger i räknarläge.

I detta läge, vid ankomsten av varje puls vid ingång C, kommer triggern att ändra dess tillstånd till motsatsen, såsom visas i tidsdiagrammet. Och förklaringen till detta är den enklaste och mest logiska: tillståndet vid ingången D är alltid motsatt, omvänd, med avseende på den direkta utgången. Därför överförs dess omvända tillstånd i ljuset av den tidigare övervägningen av utlösningsoperationen till den direkta utgången. En utlösare, även om det räknas, räknas inte mycket, bara upp till två: 0..1 och igen 0..1, och så vidare.

För att få en räknare som kan räkna måste du verkligen ansluta flera triggers i räknarläge i serie. Detta kommer att diskuteras senare i en separat artikel. Dessutom bör du uppmärksamma det faktum att pulserna vid utgången från utlösaren har en frekvens som är exakt två gånger lägre än ingången vid ingången C. Den här egenskapen används i fall där det är nödvändigt att dela signalfrekvensen med en faktor två: 2, 4 , 8, 16, 32 och så vidare.

Formen på pulserna efter uppdelningen av avtryckaren är alltid ett slingrande, även för mycket korta ingångspulser vid ingången C. Detta är slutet på berättelsen om möjligheterna att använda D-utlösaren. Nästa del av artikeln kommer att tala om användningen av utlösare av JK-typ.

Fortsättning av artikeln: Logikchips. Del 9. JK trigger

Se även på elektrohomepro.com:

  • Logikchips. Del 9. JK trigger
  • Logikchips. Del 7. Triggers. RS - trigger
  • Logikchips. Del 10. Hur man kan bli av med studs av kontakter
  • Schmitt trigger - allmän vy
  • Logikchips. Del 6

  •  
     
    kommentarer:

    # 1 skrev: | [Cite]

     
     

    Hjälp med att bygga en krets med en avtryckare för att filtrera ut signaler (impulser) från vassomkopplaren. Det är nödvändigt att minska signalöverföringen med 10-50%. Jag själv äger inte frågan. Vilken typ av trigger behövs för detta och vilken typ av krets.

     
    kommentarer:

    # 2 skrev: Igor | [Cite]

     
     

    Tack Allt är mycket begripligt. Överallt jag läste tidigare fanns det några motsägelser ... Och då förstod jag allt på en gång!

     
    kommentarer:

    # 3 skrev: arlimasme | [Cite]

     
     

    Här är lite mer om D-trigger:

    Stallions S.I., Makarov I.A. Ett komplett grafdiagram över ständiga tillstånd för en D-flip-flop med en dynamisk ingång Elektroniskt nätverk vetenskapligt och metodiskt tidskrift "Vestnik MGTU MIREA", 2014, volym 2, nr 3, s. 219-229.

     
    kommentarer:

    # 4 skrev: dimension | [Cite]

     
     

    "Hjälp med att bygga en krets med hjälp av en trigger för att filtrera ut signaler (impulser) från vassomkopplaren. Du måste minska signalvägen med 10-50%."

    Obegripligt uttalande av frågan.

    D-Trigger minskar frekvensen med hälften två gånger (delas med två).

    Anta att en vassbrytare går 10 gånger per sekund. Och du vill registrera bara 8 pulser. Sedan, som ett alternativ, från sekvensen av 10 pulser, måste du kasta den 5: e och den 10: e pulsen. Få ungefär vad du behöver. Det görs så här. Vi tar räknaren K561IE10 (decimalräknare med avkodare) och klockar med en signal från vassomkopplaren. Han behöver inte en återställningskrets - han vet hur han ska återhämta sig efter flera startar efter flera startar. Glöm inte kontakterens skvalp - vi undertrycker skvalpet av en vassbrytare med en RC-kedja eller RS-trigger. Därefter skapar vi en nyckel på ett element 561LE10 (eller inte) - staplar från vassomkopplaren går också på ett av dess ben, och de andra två benen är anslutna till räknarens 5: e och 10: e utgångar. Således, när det är klockat, passerar pulserna genom tangenten, samtidigt som varje puls flyttas den logiska enheten på räknarens ben. Och när en visas på 5: e och sedan på den 10: e räknarutgången, kommer tangenten att låsas, och den 5: e och 10: e pulsen slås ur sekvensen. Något liknande.