Chip logici. Parte 9. Trigger JK

Una storia su JK trigger e semplici esperimenti per studiare il suo lavoro.

Nelle parti precedenti dell'articolo, sono stati descritti trigger come RS e D. Questa storia sarà incompleta se non menzionate Trigger Jk. Così come Grilletto D. Ha una logica di input avanzata. Nella serie 155, si tratta di un chip K155TV1 prodotto nel pacchetto DIP-14. La sua piedinatura, o come si dice ora, la piedinatura (dal pin PIN inglese) è mostrata nella Figura 1a. Analoghi stranieri SN7472N, SN7472J.

Se una conclusione non viene utilizzata in un particolare schema, è del tutto accettabile semplicemente non mostrarlo, come mostrato nella Figura 1b.

Descrizione e scopo delle conclusioni

Il trigger K155TV1 ha uscite dirette e inverse. Nella figura, si tratta rispettivamente delle conclusioni 8 e 6. Il loro scopo è lo stesso dei trigger precedentemente considerati di tipo D e RS. L'uscita inversa inizia in un piccolo cerchio.

Sugli ingressi R e S, il trigger funziona come un semplice Grilletto RS. Il livello di lavoro per questi ingressi è basso, indicato da cerchi alla base dei terminali. Come il D-trigger, questi ingressi sono prioritari: l'aspetto e il mantenimento di un livello basso su uno di essi inibisce il funzionamento degli ingressi rimanenti e un breve impulso negativo trasferirà il trigger allo stato corrispondente fino all'impulso successivo sull'ingresso C.

L'ingresso C è temporizzato. Quando il trigger funziona nella modalità di conteggio, svolge il ruolo di informazione - è proprio su di esso che arrivano gli impulsi di conteggio. Nella modalità di ricezione e memorizzazione delle informazioni, funge da orologio, il suo scopo è simile a un ingresso simile di un D-trigger, ma la logica di funzionamento è leggermente diversa ed è determinata dallo stato degli ingressi JK.

Figura 1. La piedinatura del chip K155TV1.

J e K sono ingressi di controllo trigger. Sono combinati secondo lo schema 3I, che è indicato dal simbolo & - logico I. sul simbolo grafico.Molto spesso, questi ingressi si collegano semplicemente nei circuiti, si scopre che ha un ingresso J e un ingresso K. Alcune serie di chip hanno anche trigger JK, sono anche chiamati TB1, ma a differenza della serie 155, hanno un input J e K. La logica di lavoro su questi ingressi è esattamente la stessa di K155TV1, ma non è necessario raccogliere insieme 3 segnali logici di alto livello. Un esempio di tali microcircuiti può servire, ad esempio, K176TV1, K561TV1, K1564TV1.

Imparare la logica del trigger JK

Per conoscere il funzionamento del trigger JK in modo più dettagliato, è sufficiente attivarlo, come nell'articolo precedente, sulla breadboard e applicare manualmente i segnali di input. In effetti, devi ammettere che puoi memorizzare un manuale di autoistruzione su come suonare la chitarra o la fisarmonica a bottoni, ma senza prendere lo strumento, non imparerai a suonare. Anche nel caso dei microcircuiti: fino a quando non conduci gli esperimenti più semplici, sarà difficile comprendere il significato dell'opera.

Come segnali di ingresso, proprio come quando studiamo il grilletto D, useremo un ponticello collegato a un filo comune.

Il circuito per il test del trigger JK K155TV1 è mostrato nella Figura 2.

Figura 2. Test del trigger JK K155TV1.

La tensione di alimentazione è fornita come di consueto alle conclusioni 14 e 7 del microcircuito, che è indicato sul diagramma sotto forma di conduttori con le frecce.

Per l'osservazione visiva dello stato del trigger alle sue uscite, dirette e inverse, sono collegati indicatori LED. Lo stesso indicatore è collegato all'ingresso C. L'illuminazione a LED indica la presenza di un livello di unità logica (2,4 ... 5 V) su questa uscita. All'ingresso C, verrà visualizzato il livello del segnale di uscita del generatore di impulsi collegato all'ingresso C. Naturalmente, lo stato degli ingressi e delle uscite a una frequenza così bassa è del tutto possibile da osservare usando un normale voltmetro, ma questo non è molto conveniente.

Operazione trigger JK su ingressi RS

Sebbene il circuito si sia rivelato molto semplice prima dell'accensione, come al solito, è necessario verificarlo per errori, cortocircuiti e rotture: anche solo accendere l'alimentazione nella direzione opposta può rendere inutilizzabile il microcircuito. Questa regola dovrebbe essere ricordata e applicata in tutti questi casi, anche se è solo un circuito elettrico senza dispositivi a semiconduttore.

Quindi accendilo. Alla prima accensione, uno dei LED sull'uscita deve essere acceso, il che è sconosciuto. Ciò è dovuto ai transitori quando è acceso. Ora applicheremo un livello logico basso, usando il ponticello di filo sopra menzionato, alternativamente agli ingressi R e S. In questo caso, i LED sull'uscita dovrebbero alternarsi, indicando lo stato del trigger. Questa modalità di funzionamento è chiamata asincrona - non richiede segnali strobo aggiuntivi (abilita, orologio).

Non è necessario applicare contemporaneamente un livello basso direttamente agli ingressi R e S: questo stato è considerato proibito per il trigger. Sebbene non porterà a conseguenze irreversibili sotto forma di un'uscita del microcircuito, lo stato delle uscite in questo caso sarà sconosciuto, il che non corrisponde alla logica del trigger. Se tutto va bene, puoi andare agli esperimenti sullo studio del funzionamento di un trigger sugli ingressi JK.

Cosa succede se un filo basso viene applicato agli ingressi JK con un filo jumper? Niente affatto: il trigger memorizzerà lo stato precedente, che sarà visibile dal bagliore degli indicatori. Affinché questi ingressi influenzino lo stato del trigger, è necessario applicare impulsi all'ingresso C dal generatore, il cui circuito è mostrato nella Figura 3. Per assemblarlo, è necessario un chip K155LA3 aggiuntivo. La frequenza e la durata della ripetizione dell'impulso dovrebbero essere tali da consentire il monitoraggio visivo degli stati di attivazione.

Figura 3. Generatore di clock.

Operazione trigger JK in modalità conteggio

Se gli ingressi JK sono collegati, come mostrato nella Figura 2a, il trigger funzionerà in modalità di conteggio: lo stato del trigger cambierà ad ogni impulso di ingresso. Il resistore R4 è mostrato nel diagramma con una linea tratteggiata: non è possibile inserirlo, poiché gli ingressi non collegati sono ancora nello stato di un'unità logica. Lo scopo principale di questo resistore è proteggere dalle interferenze attraverso gli ingressi JK.

Il diagramma di temporizzazione del trigger JK è mostrato nella Figura 2b ed è molto simile a un diagramma simile per il trigger D. La differenza principale è che lo stato di trigger non cambia a causa di una differenza di livello positiva sull'ingresso C, ma negativa - quando il livello dell'impulso di ingresso passa da un livello alto a uno basso.

È facile vedere che la frequenza degli impulsi all'uscita del trigger è esattamente due volte inferiore alla frequenza degli impulsi di ingresso. Pertanto, i trigger nella modalità di conteggio vengono spesso utilizzati come divisori di frequenza per due. Due trigger inclusi in serie divideranno la frequenza in quattro, e tre trigger saranno già divisi in otto, e così via in base alla potenza di 2.

Se è richiesto un divisore di frequenza con un coefficiente di divisione dispari, vengono utilizzati diversi trigger con feedback, ma questo sarà discusso nella parte successiva dell'articolo su contatori e shaper di impulsi.

Da quanto precede, possiamo concludere: se gli ingressi JK sono contemporaneamente nello stato di un'unità logica (livello alto), il trigger funziona in modalità di conteggio. Ciò significa che per ogni differenza di livello negativo sull'ingresso C, lo stato di trigger cambia in senso contrario.

Operazione di trigger su ingressi JK

Cosa succede se agli ingressi JK è presente un livello zero logico? Per verificare ciò, è sufficiente collegare almeno un ingresso JK (ricordare che K155TV1 ha 3 ingressi J e 3 K, combinati secondo il circuito 3I) a un filo comune. Ma puoi connetterti al filo comune ea tutti gli ingressi di JK, questo è già senza principi. Secondo gli indicatori LED, vediamo che arrivano gli impulsi di clock e lo stato di trigger non cambia.In uno stato in cui lo zero logico sugli ingressi J e K, il trigger JK è in modalità di memorizzazione delle informazioni.

Resta da considerare due casi. Il primo caso è quando l'ingresso J è alto e l'ingresso K è basso. In questa situazione, il trigger sull'ingresso C è impostato su un singolo stato: l'indicatore HL3 collegato all'uscita diretta del trigger si accende. HL2, ovviamente, viene rimborsato.

Se lo stato degli ingressi JK non cambia in futuro, anche ogni impulso sull'ingresso C tenderà a impostare il trigger su un singolo stato, sebbene sia già presente. In questo caso, dicono che all'ingresso C, lo stato di trigger precedente in questo caso è semplicemente confermato.

Il secondo caso è quando l'ingresso J è zero e l'ingresso K è uno. In questo stato, sugli ingressi JK, il primo impulso sull'ingresso C, il trigger si imposta su zero (viene ripristinato) - l'indicatore HL3 si spegne e HL2 si accende. Se lo stato degli ingressi JK non cambia, anche l'ingresso C conferma lo stato, come descritto sopra, solo questa volta zero.

Quindi, per rendere più facile ricordare, riassumere: due unità agli ingressi di JK è una modalità di conteggio. Resta inteso che la condizione 3I è soddisfatta per gli ingressi JK: uno su tutti e tre gli ingressi J e uno su tutti e tre gli ingressi K.

Due zeri sugli ingressi JK - modalità di memorizzazione delle informazioni: gli impulsi sull'ingresso C dello stato di trigger non possono essere modificati. Per ottenere un tale stato, è sufficiente che almeno un ingresso J E almeno un ingresso K abbia un livello zero logico.

Nel caso in cui tutti e tre gli ingressi J siano alti, il trigger è impostato su un singolo stato. Allo stesso tempo, almeno uno dei 3 ingressi di K deve avere un livello basso.

Per ripristinare un trigger, è necessario che sia presente zero su almeno uno degli ingressi J e uno deve essere tenuto su tutti e tre gli ingressi K.

Tutto ciò che è stato scritto sopra può essere trovato nella tabella della verità per il trigger K155TV1, che è mostrato nella Figura 4.

Figura 4. La tabella di verità per il chip K155TV1.

Trigger di vari tipi sono anche usati come elementi di dispositivi di conteggio, o semplicemente contatori, così come shapers. Questo sarà discusso nella prossima parte dell'articolo sui circuiti logici.

Continuazione dell'articolo: Chip logici. Parte 10. Come sbarazzarsi del rimbalzo dei contatti

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