Xips de lògica. Part 9. Disparador de JK

Història sobre el desencadenant de JK i experiments senzills per estudiar el seu treball.

A les parts anteriors de l'article es van descriure disparadors com ara RS i D. Aquesta història no estarà completa si no s'esmenta Trigger Jk. Així com Disparador D Té una lògica d’entrada avançada. A la sèrie 155, es tracta d’un xip K155TV1 fabricat al paquet DIP-14. La pinça, o com diuen ara, el pinout (de l'anglès PIN-pin) es mostra a la figura 1a. Anàlegs estrangers SN7472N, SN7472J.

Si no s’utilitza cap conclusió en un circuit determinat, és perfectament acceptable no mostrar-la, tal com es mostra a la figura 1b.

Descripció i finalitat de conclusions

El disparador K155TV1 té sortides directes i inverses. A la figura, es tracta respectivament de les conclusions 8 i 6. Tenen com a objectiu el mateix que per als desencadenants de tipus D i RS considerats anteriorment. La sortida inversa comença en un petit cercle.

En les entrades R i S, el disparador funciona igual que un simple Trigger de RS. El nivell de treball d’aquestes entrades és baix, cosa que s’indica amb cercles a la base dels terminals. Igual que el disparador D, aquestes entrades són prioritàries: l’aparició i manteniment d’un nivell baix en una d’elles prohibeix la resta d’entrades, i un pols negatiu curt canviarà el disparador a l’estat corresponent fins al següent pols a l’entrada C.

L’entrada C té un rellotge. Quan el disparador funciona en el mode de comptatge, juga el paper de la informació: és sobre ell que arriben els polsos de comptatge. En el mode de rebre i emmagatzemar informació, serveix de rellotge, el seu propòsit és similar a una entrada similar d'un disparador D, però la lògica de funcionament és una mica diferent i està determinada per l'estat de les entrades JK.

Figura 1. El pinzell del xip K155TV1.

J i K són entrades de control de disparador. Es combinen segons l'esquema 3I, que s'indica amb el símbol & - lògic I. al símbol gràfic. Molt sovint, aquestes entrades simplement es connecten entre si en els circuits, resulta que té una entrada J i una K. Algunes sèries de xips també tenen disparadors JK, també s’anomenen TB1, però a diferència de la sèrie 155, tenen una entrada J i K. La lògica de treball d’aquestes entrades és exactament la mateixa que la de K155TV1, però no cal que recolliu tres senyals lògics d’alt nivell. Un exemple d'aquests microcircuits pot servir, per exemple, K176TV1, K561TV1, K1564TV1.

Aprenentatge de la lògica del trigger JK

Per obtenir més informació sobre el funcionament del disparador JK, només cal que l'encengueu, com a l'article anterior, a la placa base i apliqueu manualment els senyals d'entrada. De fet, heu de reconèixer que podeu memoritzar un manual d’auto-instrucció tocant la guitarra o l’acordió de botons, però sense agafar l’instrument, no aprendreu a tocar. També en el cas dels microcircuits: fins que realitzeu els experiments més senzills, serà difícil comprendre el significat de l’obra.

Com a senyals d'entrada, de la mateixa manera que quan estudiem el disparador D, utilitzarem un pont connectat a un cable comú.

El circuit per provar el disparador JK K155TV1 es mostra a la figura 2.

Figura 2. Prova del disparador JK K155TV1.

La tensió d’alimentació es subministra com és habitual a les conclusions de la 14a i la 7a del microcircuit, que s’indica al diagrama en forma de conductors amb fletxes.

Per a l'observació visual de l'estat del disparador, els indicadors LED estan connectats a les seves sortides, directes i inverses. El mateix indicador està connectat a l’entrada C. La brillantor del LED indica la presència d’un nivell d’unitat lògic (2,4 ... 5V) en aquesta sortida. A l’entrada C, es mostrarà el nivell del senyal de sortida del generador d’impulsos connectat a l’entrada C. Per descomptat, l’estat de les entrades i sortides a tan baixa freqüència és força possible d’observar amb un voltímetre ordinari, però això no és gaire convenient.

Operació de desencadenament de JK en entrades RS

Tot i que el circuit va resultar ser molt senzill abans d’encendre, com és habitual, haureu de comprovar si hi ha errors, curtcircuits i pauses: fins i tot només engegar l’alimentació en sentit contrari pot fer que el microcircuit s’utilitzi. Aquesta norma s'ha de recordar i aplicar en tots aquests casos, fins i tot si es tracta només d'un circuit elèctric sense dispositius semiconductors.

Així que activa-la. Quan s’encén per primera vegada, s’ha d’encendre un dels LED de la sortida, cosa que no se sap. Això es deu als transitoris quan està activat. Ara aplicarem un nivell lògic baix, utilitzant el pont de fil esmentat, alternativament a les entrades R i S. En aquest cas, els LED de la sortida haurien de canviar alternativament, indicant l'estat del disparador. Aquest mode de funcionament s’anomena asincrònic: no requereix senyals estrobòrics addicionals (activar, rellotge).

No és necessari aplicar simultàniament un nivell baix directament a les entrades R i S: aquest estat es considera prohibit per al disparador. Tot i que no comportarà conseqüències irreversibles en forma de sortida del microcircuit, es desconeix l'estat de les sortides en aquest cas, cosa que no correspon a la lògica del disparador. Si tot va bé, podeu anar a experiments sobre l'estudi del funcionament d'un disparador a les entrades JK.

Què passa si s’aplica un cable baix a les entrades JK amb un pont pont? Res de res: el disparador emmagatzemarà l’estat anterior, que serà visible pel resplendor dels indicadors. Per tal que aquestes entrades afectin l’estat del disparador, cal aplicar polsos a l’entrada C del generador, el circuit de la qual es mostra a la figura 3. Per muntar-lo, cal un xip K155LA3 addicional. La velocitat i la durada de repetició de pols han de ser tals que sigui possible un control visual dels estats disparadors.

Figura 3. Generador de rellotge.

Operació de desencadenament de JK en mode de recompte

Si les entrades JK estan connectades, com es mostra a la figura 2a, el disparador funcionarà en mode de recompte: l'estat del disparador canviarà amb cada pols d'entrada. La resistència R4 es mostra al diagrama amb una línia de punts: no es pot posar, perquè les entrades no connectades encara es troben en l'estat d'una unitat lògica. L’objectiu principal d’aquest resistor és protegir contra les interferències mitjançant les entrades JK.

El diagrama de sincronització del disparador JK es mostra a la figura 2b, i és molt similar a un diagrama similar per al disparador D. La diferència principal és que l’estat del disparador no canvia a causa d’una diferència de nivell positiva a l’entrada C, sinó una negativa: quan el nivell del pols d’entrada canvia d’un nivell alt a un baix.

És fàcil veure que la freqüència dels polsos a la sortida del disparador és exactament dues vegades inferior a la freqüència dels polsos d’entrada. Per tant, els disparadors en el mode de recompte es solen utilitzar com a divisors de freqüència per dos. Dos disparadors inclosos en sèries dividiran la freqüència en quatre, i tres disparadors ja es dividiran en vuit, etc., segons la potència de 2.

Si es requereix un divisor de freqüència amb un coeficient de divisió estrany, s'utilitzen diversos disparadors amb retroalimentació, però això es parlarà a la propera part de l'article sobre els comptadors i els filtres de pols.

D’allò anterior, podem concloure: si les entrades JK es troben simultàniament en l’estat d’una unitat lògica (nivell alt), el disparador funciona en mode de recompte. Això significa que per a cada diferència de nivell negativa a l’entrada C, l’estat del disparador canvia a l’oposat.

Funcionament de disparador en entrades JK

Què passa si hi ha un nivell zero lògic a les entrades de JK? Per comprovar-ho, n’hi ha prou de connectar almenys una entrada JK (recordeu que K155TV1 té 3 entrades J i 3 K, combinades segons un circuit 3I) a un cable comú. Però podeu connectar-vos al cable comú i a totes les entrades de JK, això ja no està imprimit. Segons els indicadors LED, veiem que els polsos del rellotge arriben i l’estat del disparador no canvia.En un estat quan la lògica zero de les entrades J i K, el desencadenador JK es troba en el mode d'emmagatzematge d'informació.

Resta considerar dos casos. El primer cas és quan l’entrada J és alta i l’entrada K és baixa. En aquesta situació, el disparador a l’entrada C s’estableix en un estat únic: l’indicador HL3 connectat a la sortida directa del disparador s’il·lumina. HL2, per descomptat, es paga.

Si l’estat de les entrades JK no canvia en el futur, cada pols de l’entrada C també tendirà a ajustar el disparador a un sol estat, tot i que ja s’hi troba. En aquest cas, diuen que a l’entrada C, simplement es confirma l’estat de tret anterior en aquest cas.

El segon cas és quan l’entrada J és zero i l’entrada K és una. En aquest estat, a les entrades JK, el primer pols a l'entrada C, el disparador es posa a zero (es restableix): l'indicador HL3 s'apaga i HL2 s'encén. Si l’estat de les entrades JK no canvia, l’entrada C també confirma l’estat, com s’ha descrit anteriorment, només aquesta vegada zero.

Així doncs, per facilitar el record, resumir: dues unitats a les entrades de JK és un mode de recompte. S'entén que es compleix la condició 3I per a les entrades JK: una de les tres entrades J i una de les tres entrades K.

Dos zeros a les entrades JK: mode d'emmagatzematge d'informació: els polsos a l'entrada C de l'estat disparador no es poden canviar. Per obtenir aquest estat, n’hi ha prou que almenys una entrada J I almenys una entrada K tingui un nivell zero lògic.

En el cas que les tres entrades J siguin altes, el disparador es defineix en un sol estat. Al mateix temps, almenys una de les 3 entrades de K ha de tenir un nivell baix.

Per restablir un disparador, cal que hi hagi zero en almenys una de les entrades J i una en les tres entrades K.

Tot el que es va escriure més amunt es pot veure a la taula de veritat del disparador K155TV1, que es mostra a la figura 4.

Figura 4. La taula de veritat del xip K155TV1.

Els disparadors de diversos tipus també s'utilitzen com a elements dels dispositius de comptatge, o simplement comptadors, i també per formar impulsos. Això es tractarà a la propera part de l'article sobre circuits lògics.

Continuació de l'article: Xips de lògica. Part 10. Com desfer-se del rebot dels contactes

Llibre electrònic -Guia d’iniciació als microcontroladors AVR