 |
Тема 1.7 Интегральные триггеры
|
|
|
|
Тема 1. 7 Интегральные триггеры
Триггер - это устройство, имеющее два устойчивых состояния и способное под действием управляющих сигналов скачкообразно переходить из одного состояния в другое.
Можно выделить две основные области их применения: формирование импульсов и работу в качестве элементарных автоматов цифровых устройств.
Как формирователи, триггеры позволяют получать стандартные по амплитуде прямоугольные импульсы с малой длительностью фронта и среза, практически не зависящей от скорости изменения управляющего сигнала. В роли цифровых автоматов с двумя внутренними состояниями различные типы триггеров выполняют функции ячеек памяти, каскадов задержки, пересеченных ячеек и т. д.
Триггер, как элементарный конечный автомат, характеризуется следующими свойствами:
число внутренних состояний – два (единица и нуль), что соответствует одной внутренней переменной, обозначаемой для триггеров буквой Q;
число выходных переменных y – одно, значение переменной y совпадает со значением Q;
число входных переменных x зависит от типа триггера.
Наряду с выходом Q, называемым прямым, триггер имеет и инверсный выход. Состояние триггера определяется значением его прямого выхода.
Все известные на сегодняшний день триггеры по функциональному признаку можно разделить на четыре основных типа:
RS-триггеры – триггеры с двумя установочными входами;
D-триггеры – триггеры задержки с одним входом;
Т-триггеры с одним счетным входом;
универсальные триггеры с несколькими входами.
Как и любые цифровые автоматы, триггеры могут быть асинхронными и синхронными.
Различают также триггеры со статическими и динамическими входами. Входы, управляемые потенциальными (уровнями напряжений), называются статическими (включая и сигнал синхронизации).
|
|
|
Причем, если триггер переключается сигналами логической единицы, то его называют триггером с прямым управлением, в противном случае – триггером с инверсным управлением.
Входы же управляемые перепадами потенциалов называют динамическими.
Тема 1. 8 Коммутаторы цифровых сигналов
Основное назначение: преобразование потоков информации из последовательных в параллельные и из параллельных в последовательные.
Сигналы от нескольких датчиков могут подаваться на один вход АЦП, а последовательность подключения датчиков к АЦП определяет коммутатор, включаемый между датчиками и входом АЦП.
Управляется коммутатор по сигналам контроллера.
Основные требования к коммутаторам: высокое быстродействие при переключении, а также надежная гальваническая развязка между каналами, между цепями управления коммутатора и каналами.
В системах с малым быстродействием в качестве коммутаторов могут использоваться малогабаритные магнитные реле (герконы).
Недостатки механических контактов: дребезг, большое время переключения.
Для управления реле требуется дополнительный буферный элемент (инвертор или повторитель с открытым коллектором).
В настоящее время в качестве коммутаторов в основном используются специальные микросхемы, в которых роль ключей выполняют КМОП транзисторы.
По своим характеристикам двунаправленный КМОП ключ эквивалентен механическому контакту.
Интегральные коммутаторы выпускаются в стандартных корпусах для микросхем и содержат встроенные схемы управления, работающие как от уровня ТТЛ (5В), так и от уровня КМОП (+3 ч +5 В). Они могут коммутировать как аналоговые, так и цифровые сигналы, обладают свойством двунаправленности. Отдельные типы коммутаторов содержат встроенные дешифраторы, что позволяет выполнять им функции мультиплексоров и демультиплексоров.
|
|
|
С точки зрения схемотехники коммутаторы выполняются в виде:
1. независимых ключей;
2. переключателей (несколько входов на один выход и наоборот).
Схема К590КН6 выполняет функцию мультиплексор демультиплексор, имеет структуру 8 Ч 1 (1Ч8).
Рисунок 65 - Схема К590КН6.
При Е=0 все ключи закрыты при любой комбинации двоичного кода управления.
Существует аналоговая схема К591КН1, аналог КН6, только 16 Ч 1.
Параметры микросхемы:
Технология КМОП
Число каналов 8
Напряжение питания ± 15 В
Напряжение управления U 1у ? 4ч16 В
U0у ? 8 В
Номинальное напряжение ± 15 В
Номинальный ток 20 мА
Сопротивление открытия 300 Ом
Время переключения 0, 3 мкс
К590КН3 имеет структуру 2 (4Ч1):
Рисунок 66 - Схема К590КН3.
К590КН2 имеет 4 независимых ключа:
Рисунок 67 - Схема К590КН2.
Вывод и отображение информации
В микропроцессорных устройствах в основном используется простейший способ индикации (вкл., выкл. ). Для этой цели используют светодиоды, а для отображения алфавитно - символьной информации используются сегментные либо матричные индикаторы, использующие различные принципы работы.
Для отображения простых функций (вкл., выкл., авария и т. д. ) используют отдельные светодиоды различных цветов (белый, красный, зеленый, желтый и т. д. ).
Схемы подключения светодиодов:
1. через транзистор:
Рисунок 68 - Схема подключения светодиода через транзистор.
? Uпр ? 2 B
Iпр = 5ч20 мА
Iпр = 10 мА
Uп = +5 В
Rогр = 270ч300 Ом
Rогр= (Uп - 2В) /Iпр. ном
Яркость светодиода пропорциональна прямому току.
2. через инвертор
Рисунок 69 - Схема подключения светодиода через инвертор.
Светодиод можно подключать непосредственно к разряду порта, если позволяет нагрузочная способность.
Существуют светодиоды с малым прямым током. Их можно подключать к обычному порту с нагрузочной способностью до 1, 5 мА.
|
|
|
