Logikchips. Del 10. Hur man kan bli av med studs av kontakter

Använd en trigger som en switch

I de tidigare delarna av artikeln beskrivs triggers som D och JK. Det är här lämpligt att komma ihåg att dessa utlösare kan fungera i räknarläge. Detta innebär att när nästa puls anländer till klockingången (för båda triggers är detta ingång C), kommer triggers tillstånd att ändras till motsatsen.

Denna funktionslogik liknar en vanlig elektrisk knapp, som i en bordslampa: tryckt på, påtryckt igen - av. I enheter baserade på digitala mikrokretsar utförs en sådan knapps roll ofta av triggers som fungerar i räknarläge. Högnivåpulser tillförs räknaringången, och triggersignalerna används för att styra verkställande kretsar.

Det verkar mycket enkelt. Om du helt enkelt ansluter en knapp till ingång C som ansluter denna ingång till en vanlig kabel när du trycker på den, kommer triggningstillståndet, som väntat, att ändras till motsatsen. För att säkerställa att detta inte är så räcker det att montera denna krets och trycka på knappen: avtryckaren kommer inte att installeras i rätt position varje gång, men oftare efter flera knapptryckningar.

Triggertillståndet övervakas bäst med hjälp av en LED-indikator, som upprepade gånger har beskrivits i artiklarna tidigare, eller helt enkelt med hjälp av en voltmeter. Varför händer detta, varför fungerar utlösaren så instabil, vad är orsaken?

Vad är kontaktstopp

Det visar sig att kontakterna kan skylla på allt. Vad är det här? Eventuella kontakter, även de bästa, jämnt reed-omkopplareDet visar sig att de inte stänger omedelbart. Deras pålitliga anslutning hindras av en serie kollisioner, som varar cirka 1 millisekund eller ännu mer. Det vill säga om vi trycker på knappen och håller den intryckt i en halv sekund betyder det inte att bara en puls av en sådan varaktighet har bildats. Dess utseende föregås av flera tiotals, eller kanske till och med hundratals impulser.

När vi anländer till räknaringången på utlösaren växlar varje sådan puls till ett nytt tillstånd, vilket helt motsvarar logiken för utlösaren i räknarläge: alla pulser räknas, och resultatet kommer att motsvara deras antal. Och uppgiften är att trycka på knappen en gång för att bara ändra triggartillståndet.

Ett liknande problem märks ännu mer när den mekaniska kontakten är en hastighetssensor, till exempel i en anordning för lindning av transformatorer eller i en vätskeflödesmätare: varje kontaktoperation ökar tillståndet för den elektroniska mätaren inte med en, som förväntat, utan med ett slumpmässigt antal. Historien om räknarna kommer att bli lite senare, men för tillfället, bara tro att det är exakt så och inte annars.

Hur man kan bli av med studs av kontakter

Vägen ut visas i figur 1.

Bild 1. Pulsbild på RS - utlösaren.

Det enklaste sättet att eliminera kontaktstopp är med den redan kända RS-trigger, som är monterad på ett K155LA3-logikchip, mer exakt på dess element DD1.1 och DD1.2. Låt oss komma överens om den direkta utgången RS - trigger detta är stift 3 respektive, den omvända utgången är stift 6.

När RS - avtryckaren är sammansatt från element i logiska kretsar, är det nödvändigt att göra en sådan överenskommelse. Om utlösaren är ett färdigt chip, till exempel K155TV1, anges positionen för de direkta och inversa utgångarna av dess referensdata. Men även i detta fall, om JK- och C-ingångar inte används, och mikrokretsen helt enkelt används som en RS-trigger, kan ovanstående avtal vara mycket lämpligt. Till exempel för enkel montering av chipet på kortet.Naturligtvis byts samtidigt RS - ingångarna också.

I omkopplarläget som visas i diagrammet, på RS-triggerens direkta utgång, är nivån en logisk enhet, och på det omvända naturligtvis en logisk noll. Räknarens DD2.1-status är hittills densamma som när strömmen slogs på.

Vid behov kan den återställas med SB2-knappen. För att återställa avtryckaren när strömmen slås på ansluts en liten kondensator mellan R - ingången och den gemensamma tråden, inom 0,05 ... 0,1 μF, och ett motstånd med ett motstånd på 1 ... 10 KOhm mellan strömförsörjningen och R - ingången. Tills kondensatorn laddas vid R - ingången är en logisk nollspänning kort närvarande. Denna korta nollpuls räcker för att återställa avtryckaren. Om det enligt enhetens driftsförhållanden är nödvändigt att ställa in avtryckaren vid påslagning till ett enda tillstånd, är en sådan RC-kedja ansluten till S-ingången. Vi kommer att betrakta avsnittet om RC-kedjan som en lyrisk försämring, och nu fortsätter vi med att bekämpa kontaktens studs.

Om du trycker på SB1-knappen stängs den högra kontaktstiftet på den vanliga kabeln. Samtidigt, vid terminal 5 på DD1.2-chipet, kommer en hel serie avvisningspulser att dyka upp. Men prestandan för mikrochips i även den långsammaste serien är mycket högre än hastigheten för mekaniska kontakter. Och därför den allra första pulsen på RS - utlösaren återställs till noll, vilket motsvarar en hög nivå vid den omvända utgången.

Just nu bildas ett positivt spänningsfall på den, som vid C - ingången växlar avtryckaren DD2.1 till motsatt tillstånd, vilket kan observeras med LED HL2. Efterföljande avvisningspulser påverkar inte RS-triggers tillstånd, därför förblir tillståndet för utlösaren DD2.1 oförändrat.

När du släpper knappen SB1 går utlösaren på elementen DD1.1 DD1.2 tillbaka till ett enda tillstånd. Just nu bildas ett negativt spänningsfall vid den omvända utgången (stift 6 i DD1.2), vilket inte förändrar tillståndet för trigger DD2.1. För att återställa räknaren till sitt ursprungliga tillstånd måste SB1-knappen tryckas på igen. Med samma framgång i en liknande enhet kommer att fungera och JK - trigger.

En sådan formare är en typisk krets och fungerar tydligt och utan fel. Dess enda nackdel är användningen av en vippkontaktknapp. Nedan visas liknande formare som arbetar med en knapp med en enda kontakt.

Åtgärder för att eliminera falska larm, anti-störning

I diagrammet kan du se en ny del - kondensator C1, installerad i avtryckarkretsen. Vad är hans syfte? Dess huvuduppgift är att skydda mot störningar, som inte bara triggers är känsliga utan också alla andra mikrokretsar.

Om du rör vid monteringselementen med ett metallföremål kommer de att skapa impulsljud som kan ändra triggers tillstånd som du vill. Samma störning i kretsen skapas när till och med en avtryckare används, särskilt flera. Denna störning överförs via kraftbussarna från ett chip till ett annat och kan också orsaka falsk triggeromkoppling.

För att förhindra att detta händer på elbussarna och installera blockerande kondensatorer. I praktiken är sådana kondensatorer med en kapacitet av 0,033 ... 0,068 uF installerade med en kondensator för varje två eller tre mikrokretsar. Dessa kondensatorer är monterade så nära mikrouttagens kraftuttag som möjligt.

En annan källa till falsk utlösning av mikrochips kan vara oanvända ingångsstift. Fantastiska interferenspulser kommer främst att induceras på sådana slutsatser. För att bekämpa falska larm ska oanvända ingångsplintar anslutas genom motstånd med ett motstånd på 1 ... 10 KOhm till den positiva bussen från kraftkällan. Dessutom, om systemet inte har använts logiska element OCH INTE, bör deras ingångar anslutas till en gemensam tråd, varför en logisk enhet kommer att visas vid utgången från sådana element och ansluta oanvända triggeringångar till dem redan.

Om en växelströmbrytare eller knapp används som signalkälla för en mikrokrets, är situationen när kontakten är öppen och en tillräckligt lång tråd kvar ”hängande i luften” helt oacceptabel. Redan en sådan antenn kommer att få störningar mycket framgångsrikt. Därför bör sådana ledare anslutas till den positiva kraftbussen genom ett motstånd med ett motstånd på 1 ... 10 KOhm.

Knapppratundertryckning med ett par kontakter

Att använda knappar med ett par kontakter är mycket enklare, så de används oftare än knappar med rocker-kontakter. Flera kretsar som är utformade för att undertrycka pratningen av kontakter hos sådana knappar visas i figur 2.

Figur 2

Funktionen för dessa kretsar är baserad på tidsförseningar som skapats med hjälp av RC-kedjor. Fig. 2a visar en krets vars drift fördröjer påslagning och avstängning, fig. 2c innehåller en krets med en fördröjning endast på, och fig. 2d visar en krets med en fördröjd avstängning. Dessa kretsar är enkla vibratorer, som redan har skrivits om i en del av denna artikel. Figurerna 2b, 2d, 2e visar deras tidsdiagram.

Det är lätt att se att dessa formare är gjorda på chips i K561-serien, som avser CMOS-chips, så värdena på motstånd och kondensatorer anges specifikt för sådana chips. Dessa formare bör användas i kretsar byggda på mikrokretsar i serien K561, K564, K176 och liknande.

Boris Aladyshkin