Mga kategorya: Praktikal na Elektronika, Mga bagyong elektrisista
Bilang ng mga tanawin: 100,127
Mga puna sa artikulo: 2
Logic chips. Bahagi 3
Logic chips. Bahagi 2 - Mga Gate
Kilalanin ang Digital Chip
Sa ikalawang bahagi ng artikulo, napag-usapan namin ang tungkol sa kondisyong graphic na mga pagtukoy ng mga lohikal na elemento at tungkol sa mga pag-andar na isinagawa ng mga elementong ito.
Upang ipaliwanag ang prinsipyo ng operasyon, ang mga circuit ng contact ay gumaganap ng mga lohikal na pag-andar ng AT, O, HINDI at HINDI ibinigay. Ngayon ay maaari kang magsimulang magsagawa ng praktikal na kakilala sa mga microcircuits ng K155 serye.
Hitsura at disenyo
Ang pangunahing elemento ng 155th serye ay ang K155LA3 chip. Ito ay isang kaso ng plastik na may 14 na mga nangunguna, sa itaas na bahagi kung saan ay minarkahan at isang susi na nagpapahiwatig ng unang output ng chip.
Ang susi ay isang maliit na marka ng pag-ikot. Kung titingnan mo ang microcircuit mula sa itaas (mula sa gilid ng kaso), kung gayon ang mga konklusyon ay dapat mabilang counterclockwise, at kung mula sa ibaba, pagkatapos ay sunud-sunod.
Ang isang pagguhit ng kaso ng microcircuit ay ipinapakita sa Larawan 1. Ang nasabing kaso ay tinawag na DIP-14, na sa pagsasalin mula sa Ingles ay nangangahulugang isang kaso ng plastik na may dalawang hilera na pag-aayos ng mga pin. Maraming mga microcircuits ang may mas malaking bilang ng mga pin, at samakatuwid ang kaso ay maaaring DIP-16, DIP-20, DIP-24 at maging DIP-40.
Larawan 1. DIP-14 Enclosure.
Ano ang nilalaman sa kasong ito
Sa pakete ng DIP-14 ng K155LA3 microcircuit ay naglalaman ng 4 na independyenteng elemento 2I-HINDI. Ang tanging bagay na nagkakaisa sa kanila ay ang mga pangkalahatang konklusyon ng kuryente lamang: ang ika-14 na output ng microcircuit ay + ang mapagkukunan ng kapangyarihan, at ang pin 7 ay ang negatibong poste ng pinagmulan.
Upang hindi kalat ang circuit na may mga hindi kinakailangang elemento, mga linya ng kuryente, bilang isang panuntunan, ay hindi ipinakita. Hindi rin ito nagagawa dahil ang bawat isa sa apat na mga elemento ng 2I-HINDI ay matatagpuan sa iba't ibang mga lugar sa circuit. Karaniwan sila ay sumulat lamang sa mga circuit: "+ 5V ay humantong sa mga konklusyon 14 DD1, DD2, DD3 ... DDN. -5V humantong sa mga konklusyon 07 DD1, DD2, DD3 ... DDN. ". Ang mga hiwalay na matatagpuan na elemento ay itinalaga bilang DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4. Ipinapakita ng Figure 2 na ang K155LA3 chip ay binubuo ng apat na 2I-HINDI elemento. Tulad ng nabanggit na sa pangalawang bahagi ng artikulo, ang mga konklusyon ng input ay matatagpuan sa kaliwa, at ang mga output sa kanan.
Ang dayuhang analog ng K155LA3 ay ang SN7400 chip at maaari itong ligtas na magamit para sa lahat ng mga eksperimento na inilarawan sa ibaba. Upang maging mas tumpak, ang buong K155 serye ng mga chips ay isang pagkakatulad ng dayuhang SN74 serye, kaya nag-aalok lamang ang mga nagbebenta sa mga merkado ng radyo.
Larawan 2. Ang pinout ng K155LA3 chip.
Upang magsagawa ng mga eksperimento sa isang microcircuit, kakailanganin mo power supply 5V boltahe. Ang pinakamadaling paraan upang makagawa ng ganoong mapagkukunan ay sa pamamagitan ng paggamit ng stabilizer chip K142EN5A o ang na-import na bersyon, na kung saan ay tinatawag na 7805. Sa kasong ito, hindi kinakailangan na i-wind ang transpormador, na panghinang sa tulay, mag-install ng mga capacitor. Pagkatapos ng lahat, palaging mayroong ilang adapter ng network ng Tsino na may boltahe ng 12V, kung saan sapat na upang kumonekta 7805, tulad ng ipinapakita sa Larawan 3.
Larawan 3. Isang simpleng mapagkukunan ng kapangyarihan para sa mga eksperimento.
Upang magsagawa ng mga eksperimento kasama ang microcircuit, kakailanganin mong gumawa ng isang maliit na sukat na breadboard. Ito ay isang piraso ng getinax, fiberglass o iba pang katulad na insulating material na may sukat na 100 * 70 mm. Kahit na ang simpleng plywood o makapal na karton ay angkop para sa naturang mga layunin.
Sa kahabaan ng mahabang panig ng board, ang mga de-latang conductor ay dapat palakasin na may kapal na mga 1.5 mm, kung saan ang kapangyarihan ay ibibigay sa mga microcircuits (mga power bus). Sa pagitan ng mga conductor sa buong lugar ng breadboard, mag-drill hole na may diameter na hindi hihigit sa 1 mm.
Kapag nagsasagawa ng mga eksperimento, posible na magpasok ng mga piraso ng de-lata na kawad sa kanila, kung saan ang mga capacitor, resistors at iba pang mga bahagi ng radyo ay ibebenta. Sa mga sulok ng board, dapat mong gawin ang mga mababang binti, magagawa nitong posible na ilagay ang mga wire mula sa ibaba.Ang disenyo ng breadboard ay ipinapakita sa Figure 4.
Larawan 4. Development board.
Matapos handa ang breadboard, maaari kang magsimulang mag-eksperimento. Upang gawin ito, hindi bababa sa isang K155LA3 chip ay dapat na mai-install sa ito: ang panghinang na mga pin 14 at 7 sa mga bus na kuryente, at ibaluktot ang natitirang mga pin upang sila ay nakahiga sa board.
Bago simulan ang mga eksperimento, dapat mong suriin ang pagiging maaasahan ng paghihinang, ang tamang koneksyon ng supply boltahe (pagkonekta sa supply boltahe sa reverse polarity ay maaaring makapinsala sa microcircuit), at suriin din kung mayroong isang maikling circuit sa pagitan ng mga katabing mga terminal. Matapos ang tseke na ito, maaari mong i-on ang kapangyarihan at simulan ang mga eksperimento.
Pinakamahusay na angkop para sa mga sukat i-dial ang voltmeterna ang impedance ng input ay hindi bababa sa 10K / V. Ang sinumang tester, kahit na murang Intsik, ay lubos na nasiyahan ang kahilingan na ito.
Bakit mas mahusay na lumipat? Dahil, sa pag-obserba ng pagbabago ng arrow, maaari mong mapansin ang mga pulses ng boltahe, siyempre isang sapat na mababang dalas. Ang isang digital multimeter ay walang kakayahang ito. Ang lahat ng mga sukat ay dapat isagawa na nauugnay sa "minus" ng pinagmulan ng kuryente.
Matapos i-on ang lakas, sukatin ang boltahe sa lahat ng mga pin ng microcircuit: sa mga pin ng input 1 at 2, 4 at 5, 9 at 10, 12 at 13, ang boltahe ay dapat na 1.4V. At sa mga terminal ng output 3, 6, 8, 11 tungkol sa 0.3V. Kung ang lahat ng mga boltahe ay nasa loob ng mga tinukoy na mga limitasyon, kung gayon ang microcircuit ay nagpapatakbo.
Larawan 5. Mga simpleng eksperimento na may elemento ng logic.
Ang pagsusuri sa pagpapatakbo ng elemento ng lohikal na 2 AT HINDI maaaring magsimula, halimbawa, mula sa unang elemento. Ang input pin 1 at 2, at output 3. Upang mag-apply ng isang logic zero signal sa input, sapat na upang ikonekta lamang ang input na ito sa negatibong (pangkaraniwang) wire ng pinagmulan ng kapangyarihan. Kung ang isang lohikal na yunit ay kinakailangan na maging input, kung gayon ang input na ito ay dapat na konektado sa bus na 5V, ngunit hindi direkta, ngunit sa pamamagitan ng isang paglilimita sa risistor na may paglaban ng 1 ... 1.5 KOhm.
Ipagpalagay na ikinonekta namin ang pag-input ng 2 sa isang karaniwang kawad, sa gayon ay nagbibigay ng isang lohikal na zero dito, at sa input 1 pinapakain namin ang isang lohikal na yunit, tulad ng ipinakilala lamang sa pamamagitan ng pagtatapos ng risistor na R1. Ang koneksyon na ito ay ipinapakita sa Figure 5a. Kung, sa gayong koneksyon, ang boltahe sa output ng elemento ay sinusukat, ang voltmeter ay magpapakita ng 3.5 ... 4.5V, na tumutugma sa isang lohikal na yunit. Ang lohikal na yunit ay magbibigay ng isang pagsukat ng boltahe sa pin 1.
Ito ay ganap na nag-tutugma sa kung ano ang ipinakita sa ikalawang bahagi ng artikulo sa halimbawa ng circuit ng relay-contact 2I-HINDI. Ayon sa mga resulta ng mga sukat, ang sumusunod na konklusyon ay maaaring gawin: kapag ang isa sa mga input ng elemento ng 2I-HINDI ay mataas, at ang iba ay mababa, ang output ay siguradong magkaroon ng isang mataas na antas.
Susunod, gagawin namin ang sumusunod na eksperimento - magkakaloob kami ng isang yunit sa parehong mga input nang sabay-sabay, tulad ng ipinahiwatig sa Figure 5b, ngunit ikinonekta namin ang isa sa mga input, halimbawa 2, sa isang karaniwang kawad gamit ang isang wire jumper. (Para sa mga naturang layunin, mas mahusay na gumamit ng isang regular na karayom ng pagtahi na ibinebenta sa nababaluktot na mga kable). Kung sinusukat natin ngayon ang boltahe sa output ng elemento, kung gayon, tulad ng sa nakaraang kaso, magkakaroon ng isang lohikal na yunit.
Nang walang pag-abala sa mga sukat, inaalis namin ang wire jumper - ang voltmeter ay magpapakita ng isang mataas na antas sa output ng elemento. Ito ay ganap na naaayon sa lohika ng elementong 2I-HINDI, na maaaring mapatunayan sa pamamagitan ng pag-refer sa diagram ng contact sa pangalawang bahagi ng artikulo, pati na rin sa pamamagitan ng pagtingin sa talahanayan ng katotohanan na ipinakita doon.
Kung ang jumper na ito ay sarado na sarado sa karaniwang kawad ng alinman sa mga input, gayahin ang isang mababa at mataas na antas ng supply, pagkatapos ay gumagamit ng isang voltmeter ang output ay maaaring makakita ng mga pulses ng boltahe - ang arrow ay mag-oscillate sa oras kasama ang jumper na hawakan ang input ng microcircuit.
Ang mga sumusunod na konklusyon ay maaaring makuha mula sa mga eksperimento: ang mababang antas ng boltahe sa output ay lilitaw lamang kapag ang parehong mga pag-input ay may mataas na antas, iyon ay, ang kondisyon 2I ay nasiyahan sa mga input.Kung hindi bababa sa isa sa mga input ay naglalaman ng isang lohikal na zero, ang output ay may isang lohikal na yunit, maaari nating ulitin na ang lohika ng microcircuit ay ganap na tumutugma sa lohika ng contact circuit 2I-HINDI itinuturing sa pangalawang bahagi ng artikulo.
Narito nararapat na gumawa ng isa pang eksperimento. Ang kahulugan nito ay upang patayin ang lahat ng mga pin ng input, iwanan lamang ang mga ito sa "hangin" at masukat ang output boltahe ng elemento. Ano ang magiging doon? Tama iyon, magkakaroon ng isang lohikal na boltahe ng zero. Ipinapahiwatig nito na ang mga hindi magkakaugnay na mga input ng mga elemento ng logic ay katumbas ng mga input kasama ang lohikal na yunit na inilalapat sa kanila. Hindi mo dapat kalimutan ang tungkol sa tampok na ito, kahit na ang mga hindi nagamit na mga input ay karaniwang inirerekumenda na konektado sa isang lugar.
Ipinapakita ng Figure 5c kung paano ang isang elemento ng lohikal na 2I-HINDI ay maaaring maging isang inverter. Upang gawin ito, ikonekta lamang ang parehong mga input nito. (Kahit na mayroong apat o walong mga pag-input, katanggap-tanggap ang gayong koneksyon).
Upang matiyak na ang signal sa output ay may halaga na kabaligtaran sa signal sa input, sapat na upang ikonekta ang mga input sa isang wire jumper sa isang karaniwang wire, iyon ay, mag-apply ng isang logic zero sa input. Sa kasong ito, isang voltmeter na konektado sa output ng elemento ay magpapakita ng isang lohikal na yunit. Kung binuksan mo ang lumulukso, isang mababang antas ng boltahe ay lilitaw sa output, na eksaktong kabaligtaran ng boltahe ng input.
Ang karanasang ito ay nagmumungkahi na ang inverter ay ganap na katumbas sa pagpapatakbo ng contact circuit HINDI itinuturing sa pangalawang bahagi ng artikulo. Ganito ang pangkalahatang kamangha-manghang mga katangian ng 2I-NOT chip. Upang masagot ang tanong kung paano nangyari ang lahat ng ito, dapat mong isaalang-alang ang electrical circuit ng elemento ng 2I-HINDI.
Ang panloob na istraktura ng elemento 2 ay HINDI
Hanggang ngayon, isinasaalang-alang namin ang isang elemento ng lohikal sa antas ng graphic designation nito, kinuha ito, tulad ng sinasabi nila sa matematika bilang isang "itim na kahon": nang hindi pagpunta sa mga detalye ng panloob na istraktura ng elemento, sinuri namin ang tugon nito sa mga signal ng pag-input. Ngayon ay oras na upang pag-aralan ang panloob na istraktura ng aming elemento ng logic, na ipinapakita sa Figure 6.
Larawan 6. Ang de-koryenteng circuit ng elemento ng logic 2I-HINDI.
Ang circuit ay naglalaman ng apat na transistors ng n-p-n na istraktura, tatlong diode at limang resistors. May isang direktang koneksyon sa pagitan ng mga transistor (nang walang mga capacitors ng paghihiwalay), na nagpapahintulot sa kanila na magtrabaho nang may palaging boltahe. Ang output load ng chip ay pinagsama-sama na ipinapakita bilang isang risistor na Rн. Sa katunayan, ito ay madalas na ang pag-input o maraming mga input ng parehong digital circuit.
Ang unang transistor ay multi-emitter. Ito ay siya na nagsasagawa ng pag-input ng lohikal na operasyon 2I, at ang mga sumusunod na transistor ay nagsasagawa ng pagpapalakas at pag-ikot ng signal. Ang mga mikrocircuits na ginawa ayon sa isang katulad na pamamaraan ay tinatawag na logist na transistor-transistor, na pinaikling bilang TTL.
Ang pagdadaglat na ito ay sumasalamin sa katotohanan na ang pagpapatakbo ng lohikal na operasyon at ang kasunod na pagpapalakas at pagbabalik ay ginagawa ng mga elemento ng transistor ng circuit. Bilang karagdagan sa TTL, mayroon ding lohika ng diode-transistor (DTL), ang mga yugto ng pag-input ng lohika kung saan isinasagawa sa mga diode na matatagpuan, siyempre, sa loob ng microcircuit.
Larawan 7
Sa mga input ng elemento ng logic 2I-HINDI sa pagitan ng mga emitters ng input transistor at ang karaniwang wire, ang mga diode na VD1 at VD2 ay naka-install. Ang kanilang layunin ay upang maprotektahan ang input mula sa boltahe ng negatibong polarity, na maaaring mangyari bilang isang resulta ng pagpapakilos sa sarili ng mga mounting elemento kapag ang circuit ay nagpapatakbo sa mataas na dalas, o simpleng isinampa sa pamamagitan ng pagkakamali mula sa mga panlabas na mapagkukunan.
Ang input transistor VT1 ay konektado ayon sa pamamaraan na may isang karaniwang base, at ang pag-load nito ay ang transistor VT2, na mayroong dalawang naglo-load. Sa emitter, ito ang risistor R3, at sa kolektor R2. Sa gayon, ang isang phase inverter para sa yugto ng output sa transistors na VT3 at VT4 ay nakuha, na gumagawa ng mga ito gumana sa antiphase: kapag sarado ang VT3, bukas ang VT4 at kabaligtaran.
Ipagpalagay na ang parehong mga input ng elemento 2 ay HINDI pinakain sa isang mababang antas. Upang gawin ito, ikonekta lamang ang mga input na ito sa isang karaniwang kawad.Sa kasong ito, ang transistor VT1 ay magiging bukas, na magsasama ng pagsasara ng mga transistor na VT2 at VT4. Ang transistor VT3 ay nasa bukas na estado at sa pamamagitan nito at ang diode VD3 ang kasalukuyang dumadaloy sa pagkarga - sa output ng elemento ay isang mataas na antas ng estado (lohikal na yunit).
Sa kaganapan na ang logic transistor VT1 ay sarado sa parehong mga input, bubuksan nito ang mga transistor na VT2 at VT4. Dahil sa kanilang pagbubukas, ang VT3 transistor ay nagsara at ang kasalukuyang sa pamamagitan ng paghihinto ng pag-load. Sa output ng elemento, nakatakda ang isang zero na estado o mababang boltahe.
Ang mababang antas ng boltahe ay dahil sa isang pagbagsak ng boltahe sa kantong kolektor-emitter ng VT4 bukas na transistor at, ayon sa mga pagtutukoy, ay hindi lalampas sa 0.4V.
Ang mataas na antas ng boltahe sa output ng elemento ay mas mababa kaysa sa boltahe ng supply sa pamamagitan ng magnitude ng pagbagsak ng boltahe sa buong bukas na transistor VT3 at ang diode VD3 sa kaso kapag ang transistor VT4 ay sarado. Ang mataas na antas ng boltahe sa output ng elemento ay nakasalalay sa pagkarga, ngunit hindi dapat mas mababa sa 2.4V.
Kung ang isang napakabagal na iba't ibang boltahe, na nag-iiba mula sa 0 ... 5V, ay inilalapat sa mga input ng isang elemento na konektado nang magkasama, pagkatapos ay makikita na ang paglipat ng elemento mula sa isang mataas na antas hanggang sa isang mababa ay nangyayari nang sunud-sunod. Ang paglipat na ito ay isinasagawa sa sandaling ang boltahe sa mga input ay umabot sa isang antas ng humigit-kumulang na 1.2V. Ang nasabing boltahe para sa ika-155 serye ng mga microcircuits ay tinatawag na threshold.
Maaari itong isaalang-alang na isang pangkalahatang kakilala sa elemento na 2I-HINDI kumpleto. Sa susunod na bahagi ng artikulo ay makikilala natin ang aparato ng iba't ibang mga simpleng aparato, tulad ng iba't ibang mga generator at pulseras shapers.
Boris Alaldyshkin
Pagpapatuloy ng artikulo: Logic chips. Bahagi 4
Tingnan din sa electro-tl.tomathouse.com
: