Logic chips. Bahagi 8. D - mag-trigger

Inilalarawan ng artikulo ang D-trigger, ang operasyon nito sa iba't ibang mga mode, isang simple at madaling gamitin na pamamaraan para sa pag-aaral ng prinsipyo ng pagkilos.

Sa nakaraang bahagi ng artikulo, nagsimula ang pag-aaral ng mga nag-trigger. Ang trigger ng RS ay itinuturing na pinakasimpleng sa pamilyang ito, na inilarawan sa ikapitong bahagi ng artikulo. Ang mga trigger ng D at JK ay mas malawak na ginagamit sa mga aparatong elektronika. Ayon sa kahulugan ng aksyon, gusto nila Pag-trigger ng RS, ay din ang mga aparato na may dalawang matatag na estado sa output, ngunit may mas kumplikadong logic ng mga signal signal.

Dapat pansinin na ang lahat ng nasa itaas ay magiging totoo hindi lamang para sa K155 serye chips, at para sa iba pang mga serye ng mga lohika na circuit, halimbawa, K561 at K176. At hindi lamang tungkol sa mga nag-trigger, ang lahat ng mga logic chips ay gumagana din nang eksakto, ang pagkakaiba ay nasa mga de-koryenteng mga parameter lamang ng mga signal - mga antas ng boltahe at mga frequency ng operating, pagkonsumo ng kuryente at kapasidad ng pagkarga.

Pag-trigger

Mayroong maraming mga pagbabago ng D-flip-flops sa K155 serye ng mga chips, gayunpaman, ang K155TM2 chip ay ang pinaka-karaniwan. Sa isang 14-pin package mayroong dalawang independyenteng D-flip-flops. Ang tanging bagay na nagkakaisa sa kanila ay isang pangkaraniwang circuit ng kuryente. Ang bawat trigger ay may apat na antas ng pag-input ng antas at, nang naaayon, dalawang mga output. Ito ay isang direktang at kabaligtaran na output, na kung saan ay pamilyar na tayo mula sa kuwento tungkol sa RS-trigger. Dito nagsasagawa sila ng parehong pag-andar. Ang Figure 1 ay nagpapakita ng isang D-trigger.

Mayroon ding mga microcircuits na naglalaman ng apat na D-flip-flops sa isang pabahay: ito ay mga microcircuits tulad ng K155TM5 at K155TM7. Minsan sa panitikan ay tinawag silang apat na digit na rehistro.

Larawan 1. Chip K155TM2.

Ipinapakita ng Figure 1a ang buong microcircuit sa form na ito ay karaniwang ipinapakita sa mga sanggunian na libro. Sa katunayan, sa mga diagram ang bawat pag-trigger na matatagpuan sa pabahay ay maaaring ilarawan ang layo mula sa "kasosyo" nito, habang ang pagguhit ay maaaring hindi magpakita ng mga konklusyon na hindi lamang ginagamit sa circuit na ito, bagaman sa katunayan sila. Ang isang halimbawa ng tulad ng isang balangkas ng isang D-trigger ay ipinapakita sa Figure 1b.

Isaalang-alang nang mas detalyado ang mga signal signal. Gagawin ito gamit ang isang trigger na may mga pin 1 ... 6 bilang isang halimbawa. Alinsunod dito, ang lahat ng nasa itaas ay magiging totoo tungkol sa ibang pag-trigger (na may mga numero ng pin 8 ... 13).

Ang mga signal R at S ay nagsasagawa ng parehong pag-andar tulad ng mga katulad na signal ng RS ng isang trigger: kapag ang isang antas ng logic zero ay inilalapat sa input S, ang gatilyo ay nakatakda sa isang estado. Nangangahulugan ito na ang isang lohikal na yunit ay lilitaw sa direktang output (pin 5). Kung mag-apply ngayon ng isang lohikal na zero sa R-input, ang pag-trigger ay na-reset. Nangangahulugan ito na sa direktang output (pin 5), isang antas ng logic zero ay lilitaw, at sa kabaligtaran (pin 5) isang lohikal na yunit ay naroroon.

Sa pangkalahatan, kapag ang isa ay nakikipag-usap tungkol sa estado ng isang trigger, tinutukoy nito ang estado ng direktang output nito: kung naka-install ang gatilyo, kung gayon ang direktang output nito ay nasa isang mataas na antas (lohikal na yunit). Alinsunod dito, nauunawaan na ang lahat ay eksaktong kabaligtaran sa kabaligtaran na output, kaya ang kabaligtaran na output ay madalas na hindi binanggit kapag isinasaalang-alang ang pagpapatakbo ng circuit.

Ang isang lohikal na yunit ay maaaring ibigay sa mga input R at S hangga't nais: ang estado ng trigger ay hindi nagbabago. Ipinapahiwatig nito na ang mga input ay R at S mababa. Iyon ang dahilan kung bakit nagsisimula ang mga input ng RS sa isang maliit na bilog, na nagpapahiwatig na ang antas ng nagtatrabaho signal ay mababa o, na pareho, kabaligtaran. Ang nasabing isang maliit na bilog sa mga signal ng input ay matatagpuan hindi lamang sa mga nag-trigger, kundi pati na rin sa imahe ng ilang iba pang mga microcircuits, halimbawa, mga decoder o multiplexer, na nagpapahiwatig din na ang antas ng pagtatrabaho ng signal na ito ay isang mababang antas. Ito ay isang pangkalahatang tuntunin para sa lahat ng mga graphic na simbolo ng microcircuits.

Bilang karagdagan sa mga input ng RS, ang D-trigger ay mayroon ding input ng data ng D, mula sa English Data (data), at isang pag-synchronize ng C mula sa English Clock (pulso, strobe). Gamit ang mga input na ito, maaari kang gumawa ng isang gawa sa pag-trigger alinman bilang isang elemento ng memorya o bilang isang bilang ng gatilyo. Upang maunawaan ang pagpapatakbo ng D-trigger, mas mahusay na mag-ipon ng isang maliit na circuit at isagawa ang mga simpleng eksperimento.

Bigyang-pansin ang imahe ng input C: ang tamang pagtatapos ng output na ito sa figure ay nagtatapos sa isang maliit na slash sa direksyon mula sa kaliwa - hanggang sa kanan. Ang tampok na ito ay nagpapahiwatig na ang nagpapalitaw sa paglipas ng input C ay nangyayari sa sandali ng paglipat ng signal ng input mula sa zero hanggang isa. Ipinapakita ng Figure 3 ang isang posibleng hugis pulso sa input C.

Upang mas maunawaan nang mabuti ang pagpapatakbo ng D - trigger, pinakamahusay na tipunin ang circuit, tulad ng ipinapakita sa Figure 2.

Larawan 2. Scheme para sa pag-aaral ng pagpapatakbo ng D - trigger.

Larawan 3. Mga pagpipilian sa pulso sa input C.

Para sa kalinawan, ang trigger ay nakakonekta sa mga output nito (pin 5 at 6) na mga tagapagpahiwatig ng LED. Ikinonekta namin ang parehong tagapagpahiwatig sa input C. Input D, sa pamamagitan ng isang 1 kΩ resistor, ay konektado sa +5 V power supply bus, at, tulad ng ipinapakita sa diagram, ang pindutan ng SB1. Matapos magtipon ang circuit, susuriin namin ang kalidad ng pag-install, at pagkatapos ay maaari mong i-on ang lakas.

Pag-trigger ng Work D sa mga input ng RS

Kapag naka-on, ang isa sa mga LED HL2 o HL3 ay dapat na naiilawan. Ipagpalagay na ito ay HL3, samakatuwid, kapag naka-on, ang gatilyo ay nakatakda sa isa, bagaman maaari rin itong itakda sa zero. Ang mga signal ng mababang antas ng pag-input sa mga input ng RS ay ibibigay gamit ang isang piraso ng nababaluktot na conductor na konektado sa isang karaniwang kawad.

Una, subukan nating mag-aplay ng isang mababang antas sa pag-input S, isara lamang ang pin 4 sa karaniwang wire. Ano ang mangyayari? Sa mga output ng pag-trigger, ang mga signal ay mananatili sa parehong estado tulad ng kung sila ay naka-on. Bakit? Ang lahat ay napaka-simple: ang nag-trigger ay nasa isang solong estado o naka-install, at ang supply ng isang signal ng control upang i-input ang S ay nagpapatunay lamang sa estado ng trigger na ito, ang estado ay hindi nagbabago. Ang mode na ito ng pagpapatakbo para sa pag-trigger ay hindi lahat mapanganib at madalas na matatagpuan sa pagpapatakbo ng mga tunay na circuit.

Ngayon, gamit ang parehong kawad, mag-aplay kami ng isang mababang antas sa pag-input R. Ang resulta ay hindi mahaba sa darating: ang trigger ay lumilipat sa mababang antas, o, tulad ng sinasabi nila, ito ay mai-reset. Ang paulit-ulit at kasunod na supply ng isang mababang antas sa pag-input R ay magpapatunay din lamang na kumpirmahin ang isang estado, sa oras na ito zero, sa parehong paraan tulad ng inilarawan sa itaas para sa input S. Mula sa estado na ito, maaari itong maibawas sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang mababang antas sa pag-input S, o pagsasama-sama ng mga signal sa mga input C at D.

Dapat pansinin na kung minsan ang isang D-trigger ay maaaring gamitin lamang bilang isang RS-trigger, iyon ay, ang mga input ng C at D ay hindi ginagamit. Sa kasong ito, upang madagdagan ang kaligtasan sa ingay, dapat silang konektado sa bus na +5 V sa pamamagitan ng mga resistors na may pagtutol ng 1 KOhm, o konektado sa isang karaniwang kawad.

Trigger operasyon sa mga input C at D

Ipagpalagay na ang trigger ay kasalukuyang naka-install, kaya ang HL3 LED ay naiilawan. Ano ang mangyayari kung pinindot mo ang pindutan ng SB1? Ganap na wala, ang estado ng mga senyas ng output ng pag-trigger ay hindi magbabago. Kung ngayon upang i-reset ang trigger sa input R, ang LED HL2 ay magaan, at ang HL3 ay patayin. Ang pagpindot sa pindutan ng SB1 sa kasong ito ay hindi magbabago sa estado ng pag-trigger. Ipinapahiwatig nito na walang mga tibok ng orasan sa input C.

Ngayon subukan nating ilapat ang mga pulso ng orasan upang mag-input C. Ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay sa pamamagitan ng pag-iipon ng isang hugis-parihaba na generator ng pulso, pamilyar sa amin mula sa mga nakaraang bahagi ng artikulo. Ang circuit nito ay ipinapakita sa Figure 4.

Larawan 4. Tagagawa ng orasan.

Upang ma-obserbahan ang operasyon ng circuit nang biswal, ang dalas ng generator ay dapat maliit, na may mga detalye na ipinahiwatig sa circuit ito ay tungkol sa 1 Hz, iyon ay, 1 oscillation (pulso) bawat segundo. Ang dalas ng generator ay maaaring mabago sa pamamagitan ng pagpili ng capacitor C1. Ang katayuan ng input C ay ipinahiwatig ng LED HL1: ang LED ay naiilawan - sa input C isang mataas na antas, kung off, kung gayon ang antas ay mababa.Sa sandaling pag-aapoy ng LED HL1 sa input C, ang isang positibong pagbagsak ng boltahe ay nabuo (mula sa mababang hanggang sa mataas). Ito ay ang paglipat na ito ang gumagawa ng trigger ng D sa pag-trigger sa input C, at hindi ang pagkakaroon ng isang mataas o mababang antas ng boltahe sa input na ito. Dapat itong alalahanin, at subaybayan ang pag-uugali ng nag-trigger nang eksakto sa sandali ng pagbuo ng harap ng pulso.

Kung ang pulse generator ay konektado sa pag-input C at ang kapangyarihan ay nakabukas, ang gatilyo ay itatakda sa isa na may unang pulso, ang mga kasunod na pulso ng estado ng pag-trigger ay hindi magbabago. Ang lahat ng nasa itaas ay totoo para sa kaso kapag ang switch SB1 ay nasa posisyon na ipinapakita sa figure.

Ngayon ay ilipat natin ang SB1 sa mas mababang posisyon ayon sa circuit, sa gayon ay mag-aaplay ng isang mababang antas sa pag-input D. Ang pinakaunang salpok na nagmula sa generator ay maglagay ng trigger sa isang estado ng lohikal na zero o ang pag-trigger ay mai-reset. Sasabihin sa amin ng HL2 LED ang tungkol dito. Ang mga kasunod na pulso sa input C ay hindi rin nagbabago sa estado ng trigger.

Ipinapakita ng Figure 2b ang diagram ng tiyempo ng operasyon ng pag-trigger para sa mga input ng CD. Ipinapalagay na ang estado ng input D ay nagbabago tulad ng ipinapakita sa figure, at ang pana-panahong mga pulso ng orasan ay dumating sa input C.

Ang unang pulso sa input C ay nagtatakda ng pag-trigger sa isang solong estado (pin 5), at ang pangalawang pulso ng estado ng pag-trigger ay hindi nagbabago, sapagkat sa input C ang antas ay nananatiling mataas hanggang ngayon.

Ang estado ng input D sa pagitan ng pangalawa at ikatlong mga pulso ng orasan ay nagbabago mula sa isang mataas na antas sa isang mababa, tulad ng makikita sa Larawan 2. Ngunit ang trigger ay lumipat sa estado ng zero lamang sa simula ng ikatlong tibok ng orasan. Ang ikaapat at ikalimang pulso sa input C ng estado ng trigger ay hindi nagbabago.

Dapat pansinin na ang signal sa input D ay nagbago ng halaga mula sa mababa hanggang mataas sa isang tibok ng orasan sa input C. Gayunpaman, ang trigger ay hindi nagbago ng estado, dahil ang positibong gilid ng tibok ng orasan ay mas maaga kaysa sa pagbabago ng antas ng papasok D.

Ang trigger ay ililipat sa isang solong estado lamang sa pamamagitan ng ikaanim na salpok, na mas tiyak sa harap nito. Ang ikapitong pulso ay i-reset ang trigger, dahil ang isang mataas na antas ay naitatag na sa input D sa panahon ng positibong gilid nito. Ang mga sumusunod na impulses ay gumagana nang eksakto sa parehong paraan, upang ang mga mambabasa ay maaaring makitungo sa kanilang sarili.

Ang isa pang diagram ng tiyempo ay ipinapakita sa Larawan 5.

Larawan 5. Kumpletuhin ang diagram ng tiyempo ng operasyon ng pag-trigger ng D.

Ipinapakita ng figure na ang gatilyo ay maaaring gumana sa tatlong mga mode, dalawa na ang napag-usapan sa itaas. Sa figure, ang mga ito ay hindi magkakatulad at magkakasabay na mga mode. Ang mananaig na mode ay ang pinakadakilang interes sa diagram ng oras: malinaw na sa panahon ng mababang antas sa input R, ang estado ng pag-trigger ay hindi nagbabago sa mga input C at D, na nagpapahiwatig na ang mga input ng RS ay prayoridad. Ipinapakita rin ng Figure 5 ang talahanayan ng katotohanan para sa D - trigger.

Mula sa nabanggit, ang mga sumusunod na konklusyon ay maaaring iguguhit: bawat positibong pagkakaiba sa pulso sa input C ay nagtatakda ng trigger sa estado na sa sandaling iyon ay nasa input D, o simpleng inililipat ang estado nito sa direktang output ng trigger Q. Ang negatibong pagkakaiba sa pulso sa input C ay walang epekto sa Ang estado ng gatilyo ay hindi nagbibigay.

Ipinapakita ng Figure 3 ang posibleng mga hugis ng pulso sa input ng C: ito ay isang meander (3a), mga maikling pulso na may mataas na antas, o positibo (3b), maikling mababang antas (negatibong) (3c). Sa anumang kaso, ang trigger ay na-trigger ng isang positibong pagkakaiba.

Sa ilang mga kaso, ito ang magiging harapan ng salpok, at sa iba pa ang pagtanggi nito. Ang sitwasyong ito ay dapat isaalang-alang kapag pagbuo at pagsusuri ng mga circuit sa D - mga nag-trigger. Ang pagpapatakbo ng D - trigger sa pagbilang mode Ang isa sa mga pangunahing layunin ng D - trigger ay ang paggamit nito sa mode ng pagbibilang. Upang maisagawa ito bilang isang counter ng pulso, sapat na mag-aplay ng isang senyas mula sa sarili nitong kabaligtaran na output hanggang sa pag-input D. Ang nasabing koneksyon ay ipinapakita sa Figure 6.

Larawan 6. Ang pagpapatakbo ng D - trigger sa pagbilang mode.

Sa mode na ito, sa pagdating ng bawat pulso sa input C, babaguhin ng trigger ang estado nito sa kabaligtaran, tulad ng ipinapakita sa diagram ng oras. At ang paliwanag para dito ay ang pinakasimpleng at pinaka-lohikal: ang estado sa input D ay palaging kabaligtaran, kabaligtaran, na may paggalang sa direktang output. Samakatuwid, sa ilaw ng nakaraang pagsasaalang-alang ng operasyon ng pag-trigger, ang kabaligtaran na estado ay inilipat sa direktang output. Ang isang trigger, kahit na sa pagbilang mode, ay hindi mabilang, hanggang sa dalawa lamang: 0..1 at muli 0..1, at iba pa.

Upang makakuha ng isang counter na may kakayahang mabilang, kailangan mong kumonekta ng maraming mga nag-trigger sa counter mode sa serye. Tatalakayin ito mamaya sa isang hiwalay na artikulo. Bilang karagdagan, dapat mong bigyang pansin ang katotohanan na ang mga pulso sa output ng pag-trigger ay may dalas nang eksaktong dalawang beses na mas mababa kaysa sa pag-input sa input C. Ang pag-aari na ito ay ginagamit sa mga kaso kung saan kinakailangan na hatiin ang dalas ng signal sa pamamagitan ng isang kadahilanan ng dalawa: 2, 4 , 8, 16, 32 at iba pa.

Ang hugis ng mga pulso pagkatapos ng paghati sa pamamagitan ng pag-trigger ay palaging isang libog, kahit na sa kaso ng napakaliit na pag-input ng pulso sa input C. Ito ang katapusan ng kuwento tungkol sa mga posibilidad ng paggamit ng D trigger. Ang susunod na bahagi ng artikulo ay pag-uusapan tungkol sa paggamit ng mga uri ng JK na nag-trigger.

Pagpapatuloy ng artikulo: Logic chips. Bahagi 9. Pag-trigger ng JK

Comments

[#1]

Tulungan ang pagbuo ng isang circuit gamit ang isang trigger upang mai-filter ang mga signal (impulses) mula sa switch ng tambo. Ito ay kinakailangan upang mabawasan ang paghahatid ng signal sa pamamagitan ng 10-50%. Ako mismo ay hindi nagmamay-ari ng tanong. Anong uri ng pag-trigger ang kinakailangan para dito at kung anong uri ng circuit.

[#2 Igor]

Salamat sa iyo Ang lahat ay napaka-intelektwal. Kung saan man nabasa ko dati, mayroong ilang mga pagkakasalungatan ... At pagkatapos ay naiintindihan ko ang lahat nang sabay-sabay!

[#3 arlimasme]

Narito ang kaunti pa tungkol sa D-trigger:

Stallions S.I., Makarov I.A. Ang isang kumpletong graph-diagram ng mga matatag na estado ng isang D-flip-flop na may isang dynamic na input Electronic network pang-agham at metolohikal na journal "Vestnik MGTU MIREA", 2014, dami ng 2, Hindi. 3, p. 219-229.

[#4 Mga sukat]

"Tulungan ang pagbuo ng isang circuit na may isang trigger upang mai-filter ang mga signal (impulses) mula sa switch ng tambo. Kailangan mong bawasan ang signal path sa pamamagitan ng 10-50%."

Hindi maintindihan na pahayag ng tanong.

Binabawasan ng D-Trigger ang dalas ng kalahati ng dalawang beses (nahahati sa dalawa).

Ipagpalagay na ang isang paglalakbay sa tambo ng tambo ng 10 beses bawat segundo. At nais mong magrehistro ng 8 pulso lamang. Pagkatapos, bilang isang pagpipilian, mula sa pagkakasunud-sunod ng 10 pulses kakailanganin mong itapon ang 5th at 10th pulses. Kumuha ng halos kung ano ang kailangan mo. Ginagawa ito tulad nito. Kinukuha namin ang counter na K561IE10 (perpektong counter na may isang decoder) at orasan ito ng isang senyas mula sa tambo na lumipat. Hindi niya kailangan ang isang circuit ng pag-reset - alam niya kung paano mabawi kapag nagsimula siya pagkatapos ng maraming mga pag-ikot. Huwag kalimutan ang tungkol sa bounce ng mga contact - pinigilan namin ang bounce ng reed switch ng isang RC chain o RS-trigger. Dagdag pa, sa isang elemento ng 561LE10 (o hindi) gumawa kami ng isang susi - sa isa sa mga binti nito ay mayroon ding mga bar mula sa tambo ng tambo, at ang iba pang dalawang binti ay konektado sa ika-5 at ika-10 na mga output ng counter. Kaya, kapag na-clocked, ang mga pulses ay dumadaan sa susi; sabay-sabay sa bawat pulso, ang lohikal na yunit sa mga binti ng counter ay inilipat. At kapag lumilitaw ang isa sa ika-5, at pagkatapos ay sa ika-10 na bilang ng output, ang susi ay mai-lock, pinutol ang ika-5 at ika-10 na pulso mula sa pagkakasunud-sunod. Isang bagay na ganyan.