М.Х. Джонс - Электроника практический курс (1055364), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Содержимое двоичного счетчика тогда запоминается по соответствующей команде и сохраняется для вывода на индикатор, пока счетчик продолжает считать следующую пачку импульсов. Обычно для этой цели применяется ИС 741.575 (аналог 555ТМ7 — Прим. перев.) — регистр-защелка с четырьмя Р-триггерами: в этой ИС четыре двоичных цифры сохраняются столько времени, сколько необходимо (рис.
13.41). Цифры со входов данньУх (Р) передаются на выходы (О), когда на тактовом входе присутствует логическая 1, и выходы (7 повторяют входные дан- Деирифраторы и индикаторы 407 ные до тех пор, пока тактовый сигнал имеет высокий уровень.
Когда тактовый сигнал принимает низкий уровень (логический О), цифры, присутствующие на входах данных на момент фронта тактового сигнала, сохраняются на выходах (2 пока тактовый сигнал снова не перейдет на высокий уровень. 73. !3.4 Мультинлексированные индикаторы ! Выбор нифры -В ВЮНО1 включи т ннфрт От лсшифр- тора 74ЬВ247 и о р н всюшик р аисторов 270 Оы Католы сстыснтов Рис. ! 3.42. Мультиплексироваииый индикатор иа 4 иифры. Многоцифровые индикаторы, на первый взгляд, кажутся громоздкими: при использовании отдельной схемы дешифратора для каждой цифры число подключений к сегментам индикатора велико. Чтобы решить эту проблему и связанный с ней вопрос стоимости, в большинстве таких индикаторов применено мультиплексирование: все соответствующие сегменты соединены параллельно, причем каждая цифра имеет свой собственный вывод общего анода или катода.
Таким образом, выход семисегментного дешифратора можно установить на индикацию любой требуемой цифры. Многоразрядное число отображается последовательной индикацией цифр на следующих друг за другом индикаторах; инерция зрительного восприятия дает иллюзию одновременной индикации цифр. На рис. 13.42 показано подключение типичного индикатора на 4 цифры с общим анодом (КБ 587-024). Переключающие транзисторы (ВС177 или ему подобный) подключают напряжение питания к аноду каждой цифры по очереди, а каждый транзистор открывается импульсом, синхронизованным с появлением соответствующего двоичного числа на выходах общего дешифратора и имеющим уровень логического нуля.
Конечно, можно воспользоваться четырьмя отдельными семисегментными индикаторами с соединенными вместе анодами. В индикаторе с большим числом цифр удобно перебирать разряды, со- 408 Цифровые логические схемы единяя шину выбора цифры (рис. 13.42) с выходами дешифратора, такого как 74154 (аналог 155ИДЗ вЂ” Прим. перев.). В этом случае применяется схема, изображенная на рис. 13.38, только выходы ИС подключены не к светодиодам, а к шине выбора на рис.
13.42. 4-разрядный двоичный счетчик, подключенный к входам дешифратора, будет тогда перебирать цифры с требуемой скоростью. Заметим, что индикатор каждой цифры теперь адресуепвся индивидуально путем ввода соответствующего ему двоичного числа на вход ИС 74154. Этот принцип адресации для активизации конкретного устройства из некоторого количества устройств, включенных параллельно на одну связывающую всех шину данных, является фундаментальным принципом шинной организации вычислительной системы, который мы будем использовать в следующей главе. В индикаторах часто применяется высокая степень интеграции для того, чтобы включить в одно устройство схемы дешифратора, формирователей, регистров-зашелок и демультнплексора, а также сами светодиодные сегменты.
Одной такой популярной схемой является ИС ТВМ24! 6 (КЯ 585-208), которая содержит четыре 16-сегментных индикатора, имеющих вид «взрывающейся звезды», способных индицировать весь алфавит, цифры и различные другие символы. Она имеет встроенную память и схемы адресации, позволяющие загружать данные для каждого символа всякий раз, когда требуется, совершенно независимо от процесса мультиплексирования светоди- Силмал о 1 2 з 4 5 6 7 в р Симвал правал Симвал Р а и Б т о Ч % х У е ! ! А Рис.
13.43. Основные символы 7-разрядного двоичного кода АЗСП (применен в интегральной схеме буквенно-цифрового индикатора/лсшифратора 24!6). АЯСД О1ОЕЮО о!оооо! о!Овна о!о ао11 О1ОО1ОО а!О О!О! О!О О!!а О!О О!!1 О1О 1ООО О1О НКН о1о !о!а О1О !О!! а!О 1НЮ о1о 11а! О1О !!!О О1О 1111 АЗСВ 100 0000 100 0001 1оо ааю 100 0011 1ао о!со НЮ О!О! 1Оа О! 1О НЮ О!!! 100 1000 100 1001 1оо !о!а 1Оа !О!! 100 1100 1ОО !!О! НЮ !!!О 100 1111 Си»Вал в А в с о Е Р с н 1 к ь м н о АЗСП О11 ВЮО О!! ЕЮ! О11ВНО О!!Ос!! О!! О НЮ ОЫ ОЮ1 О!!О!!О О!!О!!! О!1 10ОО О!1!Ос! О11 !О!0 О11 Ю11 О11110О О11 !!О! О!1 11Ю О11 1111 АЗСВ 1о1 оооо 1О! Оаа! 1О! ООВО 1О! ОО11 1О! О! Оа 1а! о!о! !О!О! 1О !0!О!!! 1О! 1ООО 1О! 1ЕН 1о! !о!0 1О! 1О1! Ю111ОО 1О! 11О! 1О! !!!О 1О! 1111 Интегральный триггер Шмитта 7413 409 одов.
ИС 131 Й241б (К8 589-317) является подобным индикатором, но применяет матрицу 5 к 7 из светодиодных точек для формирования символов. Для букв, также как и для цифр, используются стандартные двоичные коды; они составляют часть принятого международного 7-разрядного кода АБС11, который применяется практически во всех микроЭВМ (рис. 13.43). 13.14 Интегральный триггер Шмитта 7413 Лля надежной работы всем логическим схемам и счетчикам требуются входные импульсы с малым временем нарастания и спада, В промежуточной области между логическим 0 и логической ! логическая схема фактически ведет себя как усилитель с большим коэффициентом усиления, и при этом она в значительной мере уязвима в отношении шумов и нестабильности.
Быстрое нарастание и спад входного сигнала означают, что логический элемент находится в критической области только в течение короткого интервала времени и тем самым уменьшается вероятность ложных срабатываний. На практике для достижения оптимальной невосприимчивости к шумам требуется, чтобы длительность фронта логического сигнала была меньше 50 нс. Одним из решений является применение компаратора с положительной обратной связью, приводяшей к гистерезису (раздел 11.17.2).
Однако, в большинстве случаев простейшее решение обеспечивается применением триггера Шмитта (ИС 7413) в 15- или НС-исполнении. Цоколевка ИС 7413 (аналог 155ТЛ! — Прим. нерее.), приведенная на рис. 13.44, показывает, что эта микросхема содержит два идентичных трипера Шмитта: каждая схема реализует логическую функцию 4И-НЕ, но благодаря действию положительной обратной связи пороговые уровни для входных сигналов, изменяюшихся в положительном и отрицательном направлениях '(( (+5в( и ег кс ее ( >> 1в нс (г (о (г оно (звквьо .4, г, П а вкввкв ) ввквв.
Рнс. 13 44. Цоколевка интегрального сдвоенного трнперв Шмнттв 74! 3. 410 Цифровые логические схема различны. Типичное значение порога при нарастании сигнала составляет величину 1,7 В, а для спадающего сигнала порог равен 0,9 В. Этот гистерезис с шириной петли, примерно равной 0,8 В, обеспечивает быстро изменяюшийся, не дрожаший выходной сигнал даже при медленном изменении входных сигналов. Если уж сигнал на выходе логической схемы начинает изменяться, то положительная обратная связь гарантирует, что смена логического состояния завершится быстро и без влияния шумов на входе.
Высокочастотные шумы часто присутствуют в сигналах, с которыми приходится иметь дело в промышленном оборудовании. Если эти сигналы подаются на цифровые логические схемы, то шумы необходимо удалить: этого можно достичь включая фильтр нижних частот с последуюшим восстановлением импульсов схемой 7413 для получения ТТЛ-совместимой формтл сигнала (рис.
13.45). Оптимальная величина емкости конденсатора в фильтре зависит от природы шума и частоты следования импульсов; здесь может потребоваться некоторый эксперимент. 'ьм! 3 В» Рис. 13.45. Применение триггера Шмитга в качестве интерфейса интегральных логических схем при работе с зашумленными сигналами. Если с помощью ЯС-цепи охватить триггер Шмитта обратной связью, то он превратится в гибкий генератор импульсов, работающий в широком диапазоне частот (рис. 13.46). Этот генератор имеет, конечно, ТТЛ-совместимый выход и может применяться в качестве тактового генератора в любой простой логической схеме. При сопротивлении резистора обратной связи, равном 390 Ом, как показано на рисунке, частота выходного сигнала определяется из приближенного равенства: 2000 Х= — Гц, С где С выражено в микрофарадах.
Выход можно стробировать, выделяя для этого один или большее число входов из имеющихся четырех: подключение одного из входов к земле (О В) прекрашает работу генератора. Чтобы удовлетворить требованиям как по входу, так и по выходу, сопротивление резистора обратной связи не должно выходить за пределы ограниченного диапазона допустимых значений, в случае ИС 74НС! 3 для точной подстройки частоты величину сопротивления можно изменять от 330 Ом до 470 Ом. ИС 7413 допускает заметно более широкий диапазон значений этого сопротивления, вплоть до нескольких мегаом, Ждущие мулыпивибратары и таймеры 411 390 Рис. ! 3.46. Простой генератор импульсов для логических схем 13.15 Ждущие мультивибраторы и таймеры !3.
!5.1 Вступление Одной из самых распространенных электронных схем является схема временной задержки. Может потребоваться «растянуть» короткий импульс, скажем длительностью 10 мкс, до 30 мс для того, чтобы управлять реле. Таймер можно запустить стартовым импульсом и потребовать выдать стоп-импульс спустя фиксированный интервал времени. Эти функции легко реализуются ждушим мультивибратором и таймером в интегральном исполнении. 13. 152 Интегральная схема ждущего мультивибратора 14121 ИС 74121 (аналог 155АГ1 — Прим. перевд является ТТЛ-вариантом ждущего мультивибратора, рассмотренного в параграфе 12.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
