Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Цифровая схемотехника

  Все выпуски  

Пример схемы на циыфровых микросхемах.


Информационный Канал Subscribe.Ru


Почтовая рассылка.
Цифровая схемотехника
Выпуск №3 от 10.10.2002 г.

Добрый день уважаемый подписчик!

Сегодня я хочу познакомить вас с одной простой но полезной конструкцией, собранной на цифровых микросхемах. Это детская игра-азбука. В свое время я собрал подобную игрушку и при помощи нее мои трое пацанов изучали буквы. Вы наверно видели подобные игры в продаже. Представляет она собой плоскую коробку. На ней два поля, разлинованные на квадратики.В правом, меньшем поле, в каждом квадратике написана одна буква русского алфавита. А в левом, большем, в каждом квадратике нарисована картинка. Около каждой буквы и около каждой картинки маленькая кнопочка. Каждой букве соответствует одна картинка. Но порядок их расположения в обоих полях разный. Ребенок нажимает , например, кнопку возле картинки с изображением арбуза и одновременно он должен нажать кнопку возле буквы "А". Если кнопки нажаты правильно, игрушка сработает. В магазинном варианте просто зажигалась лампочка.

В моей игрушке было гораздо интереснее. При правильном нажатии кнопок начинали мигать две лампочки: красная и зеленая. Одновременно раздавалась двух тональная сирена. По своим детям знаю: для низ это очень увлекательное занятие - заставить звучать игрушку для всех возможных вариантов букв. Можно придумать множество разных вариантов схемного решения подобного устройства. Я, в свое время, собрал схему на шести транзисторах МП42. У меня просто завалялась небольшая горка этих транзисторов и я решил применить их, что бы не пропадали. Но мы ведь занимаемся цифровой техникой! Поэтому я специально для рассылки разработал новую схему. В ней используется две цифровые микросхемы 555 серии. Эта серия пришла на смену 155. И та и другая серии относятся к, так называемой транзисторно-транзисторной логике (ТТЛ). Схема устройства приведена на рисунке:

Как уже говорилось, схема собрана на двух микросхемах. Микросхема D1 (555ЛН1) - содержит в себе шесть инверторов. Микросхема D2 (555ЛА8) - это четыре элемента с открытым коллекторным выходом. В любой ТТЛ серии цифровых микросхем обязательно присутствуют элементы с открытым коллекторным выходом. Что это такое - выход с открытым коллектором? Ниже приведена схема выходного каскада с открытым коллектором.

Для нормальной работы такой микросхемы к ее выходу обязательно должен быть подключен внешний резистор нагрузки. На схеме он обозначен как Rн. Если на выходе должна быть логическая единица, транзистор закрывается и на выход поступает напряжение источника питания через Rн. В том случае, если на выходе должен быть ноль, транзистор открывается и садит выходное напряжение на общий провод. Основное назначение таких микросхем - создание на их основе "схемного И". Несколько выходов с открытым коллектором соединяются вместе, на один резистор нагрузки. При этом, если на всех этих выходах будет сигнал логической единицы, то выходные транзисторы всех выходов будут закрыты и на их общем выходе будет логическая единица. Как только хотя бы на одном из соединенных вместе выходов появится логический ноль, его выходной транзистор откроется и посадит выходное напряжение до нуля. В результате экономится один элемент "И". В нашей схеме используется тот факт, что выходные транзисторы в такой микросхеме обладают повышенной нагрузочной способностью и могут служить выходным каскадом для внешней нагрузки. Такой, как светодиод или звукоизлучатель.

Теперь рассмотрим работу схемы. На элементах D1.1 и D1.2 собран генератор прямоугольных импульсов частоты 1-2 герца. С этой частотой мигают светодиоды и меняет тон звуковой генератор. На элементе D1.3 выполнен инвертор. Он формирует сигнал, инверсный относительно сигнала в выхода генератора. Сигнал с генератора управляет одним из светодиодов, а сигнал с инвертора - другим. В результате они мигают поочередно. Когда один из них горит, второй нет. На элементах D1.4 и D1.5 собран звуковой генератор. Схема аналогична схеме первого генератора на элементах D1.1 и D1.2. Отличаются генераторы только номиналом времязадающего конденсатора. Кроме того в такт с работой первого генератора через выходной каскад элемента D2.4 вход D1.4 подключается через резистор R5 на общий провод. Резистор, подключенный таким образом изменяет постоянную времени времязадающей цепи звукового генератора. В результате частоту звукового генератора изменяется в такт с миганиями светодиодов.

Элементы D2.1 и D2.2 служат выходными буферами, для управления светодиодами. А нагрузкой элемента D2.3 является звуковой телефонный капсюль BF1. Кроме того эти три элемента служат ключевыми элементами для отключения индикации в режиме ожидания, пока ни одна кнопка не нажата. Управление от кнопок поступает через инвертор D1.6. Когда кнопки не нажаты, на вход D1.6 через резистор r6 поступает сигнал логической единицы. Он инвертируется и на соответствующие входы D2.1, D2.2 и D2.3 поступает сигнал логического нуля. Как мы знаем, что если на одном из входов элемента "2И-НЕ" логический ноль, то на выходе всегда будет логическая единица (только при обоих единицах на выходе будет ноль). Поэтому выходные транзисторы элементов d2.1, D2.2 и D2.3 закрыты. Оба светодиода не горят и на телефонный капсюль напряжение не подано. Далее нажимаем кнопки. Верхний ряд кнопок (K1.1 - K1.33) - это кнопки возле картинок. А нижний ряд (K2.1 - K2.33) - это кнопки возле соответствующих букв. Допустим кнопка K1.1 расположена возле картинки "арбуз". А кнопка K2.1 возле буквы "А". Если нажать одновременно эти две кнопки, то вход элемента D1.6 через контакты обоих кнопок будет замкнут на землю. Сигнал на входе сменится на логический ноль. На выходе D1.6 появится логическая единица. Она поступит на соответствующие входы D2.1, D2.2 и D2.3 и разрешит прохождение импульсов на выход. Почему разрешит? Да потому, что если на одном из входов элемента "2И-НЕ" присутствует логическая единица, то сигнал на его выходе зависит полностью от сигнала на втором его входе. Если там тоже логическая единица, то на выходе ноль. Если там ноль, то на выходе логическая единица. Подробнее смотри рассылку № 1 или на сайте http://digitchip.by.ru . В результате на светодиод AL1 пройдет прямой, а на светодиод AL2 инверсный сигнал с первого генератора. И они начнут мигать поочередно. На звукоизлучающий капсюль пройдет сигнал со второго генератора и он начнет излучать звук. То же самое произойдет, если нажать любую другую пару кнопок. Главное, что бы для каждой кнопки верхнего (по схеме) ряда правильно была нажата соответствующая кнопка нижнего (по схеме) ряда.

Вот, в общих чертах, все, что я хотел сегодня вам сказать. Пишите. Мне интересно любое ваше мнение по поводу моих рассылок.

Автор Белов Александр   E-mail: belov@selma.crimea.ua     www: http://avbelov.by.ru


http://subscribe.ru/
E-mail: ask@subscribe.ru
Отписаться
Убрать рекламу

В избранное