Chips de lógica. Parte 9. Gatilho JK

Uma história sobre o gatilho de JK e experimentos simples para estudar seu trabalho.

Nas partes anteriores do artigo, foram descritos gatilhos como RS e D. Esta história ficará incompleta se você não mencionar Jk trigger. Bem como Gatilho D Possui lógica de entrada avançada. Na série 155, este é um chip K155TV1 fabricado na embalagem do DIP-14. Sua pinagem, ou como dizem agora, a pinagem (do PIN inglês) é mostrada na Figura 1a. Análogos estrangeiros SN7472N, SN7472J.

Se alguma conclusão não for usada em um esquema específico, é completamente aceitável simplesmente não mostrá-la, como mostra a Figura 1b.

Descrição e finalidade das conclusões

O gatilho K155TV1 possui saídas diretas e inversas. Na figura, são as conclusões 8 e 6. Seu objetivo é o mesmo dos gatilhos do tipo D e RS considerados anteriormente. A saída inversa começa em um pequeno círculo.

Nas entradas R e S, o gatilho funciona como um simples Gatilho RS. O nível de trabalho para essas entradas é baixo, o que é indicado por círculos na base dos terminais. Como o gatilho D, essas entradas são prioritárias: a aparência e a manutenção de um nível baixo em uma delas inibem a operação das entradas restantes, e um pulso negativo curto transferirá o gatilho para o estado correspondente até o próximo pulso na entrada C.

A entrada C está cronometrada. Quando o gatilho opera no modo de contagem, ele desempenha o papel da informação - é precisamente nele que os pulsos de contagem chegam. No modo de receber e armazenar informações, ele serve como um relógio, seu objetivo é semelhante a uma entrada semelhante a um gatilho D, mas a lógica da operação é um pouco diferente e é determinada pelo estado das entradas JK.

Figura 1. A pinagem do chip K155TV1.

J e K são entradas de controle de gatilho. Elas são combinadas de acordo com o esquema 3I, que é indicado pelo símbolo lógico I. no símbolo gráfico. Muitas vezes, essas entradas simplesmente se conectam nos circuitos, mas há uma entrada J e uma K. Algumas séries de chips também possuem gatilhos JK, eles também são chamados TB1, mas, ao contrário da série 155, eles têm uma entrada J e K. A lógica do trabalho nessas entradas é exatamente a mesma do K155TV1, mas você não precisa coletar três sinais lógicos de alto nível juntos. Um exemplo de tais microcircuitos pode servir, por exemplo, K176TV1, K561TV1, K1564TV1.

Aprendendo a lógica do gatilho JK

Para se familiarizar com a operação do gatilho JK com mais detalhes, basta ativá-lo, como no artigo anterior, na placa de ensaio e aplicar manualmente os sinais de entrada. Na verdade, você deve admitir que pode memorizar um manual de auto-instrução ao tocar violão ou acordeão de botão, mas sem pegar o instrumento, não aprenderá a tocar. Também no caso de microcircuitos: até que você realize as experiências mais simples, será difícil entender o significado do trabalho.

Como sinais de entrada, assim como ao estudar o gatilho D, usaremos um jumper conectado a um fio comum.

O circuito para testar o gatilho JK K155TV1 é mostrado na Figura 2.

Figura 2. Teste o gatilho JK K155TV1.

A tensão de alimentação é fornecida como de costume às 14ª e 7ª conclusões do microcircuito, as quais são indicadas no diagrama na forma de condutores com setas.

Para observação visual do estado do gatilho em suas saídas, diretos e inversos, indicadores LED estão conectados. O mesmo indicador está conectado à entrada C. O brilho do LED indica a presença de um nível de unidade lógica (2,4 ... 5V) nesta saída. Na entrada C, o nível do sinal de saída do gerador de pulsos conectado à entrada C. É claro que o estado das entradas e saídas em uma frequência tão baixa é bem possível de observar com um voltímetro comum, mas isso não é muito conveniente.

Operação do gatilho JK no RS - entradas

Embora o circuito tenha sido muito simples antes de ligá-lo, como sempre, verifique se há erros, curtos-circuitos e quebras: apenas ligar a energia na direção oposta pode inutilizar o microcircuito. Essa regra deve ser lembrada e aplicada em todos esses casos, mesmo que seja apenas um circuito elétrico sem dispositivos semicondutores.

Então ligue. Quando você liga pela primeira vez, um dos LEDs na saída deve estar aceso, o que é desconhecido. Isso ocorre devido a transientes quando ligado. Agora, aplicaremos um nível lógico baixo, usando o jumper de cabo mencionado anteriormente, alternadamente às entradas R e S. Nesse caso, os LEDs na saída devem alternar alternadamente, indicando o estado do gatilho. Esse modo de operação é chamado de assíncrono - não requer sinais estroboscópicos adicionais (ativação, relógio).

Não é necessário aplicar simultaneamente um nível baixo diretamente nas entradas R e S: esse estado é considerado proibido para o gatilho. Embora não acarrete consequências irreversíveis na forma de uma saída do microcircuito, o estado das saídas nesse caso será desconhecido, o que não corresponde à lógica do gatilho. Se estiver tudo bem, você pode fazer experimentos sobre o estudo da operação de um gatilho nas entradas JK.

O que acontece se um fio baixo for aplicado às entradas JK com um fio de jumper? Nada: o gatilho armazenará o estado anterior, que será visível pelo brilho dos indicadores. Para que essas entradas afetem o estado do acionador, é necessário aplicar pulsos na entrada C do gerador, cujo circuito é mostrado na Figura 3. Para montá-lo, é necessário um chip K155LA3 adicional. A taxa de repetição do pulso e a duração devem ser tais que o monitoramento visual dos estados do acionador seja possível.

Figura 3. Gerador de clock.

Operação do gatilho JK no modo de contagem

Se as entradas JK estiverem conectadas, conforme mostrado na Figura 2a, o gatilho funcionará no modo de contagem: o estado do gatilho mudará a cada pulso de entrada. O resistor R4 é mostrado no diagrama com uma linha pontilhada - você não pode colocá-lo, porque as entradas não conectadas ainda estão no estado de uma unidade lógica. O principal objetivo desse resistor é proteger contra interferências através das entradas JK.

O diagrama de tempo do gatilho JK é mostrado na Figura 2b e é muito semelhante a um diagrama semelhante para o gatilho D. A principal diferença é que o estado de disparo não muda devido a uma diferença de nível positiva na entrada C, mas negativa - quando o nível do pulso de entrada muda de um nível alto para um baixo.

É fácil ver que a frequência dos pulsos na saída do gatilho é exatamente duas vezes menor que a frequência dos pulsos de entrada. Portanto, gatilhos no modo de contagem são frequentemente usados ​​como divisores de frequência por dois. Dois gatilhos incluídos em série dividirão a frequência em quatro, e três já serão divididos em oito, e assim por diante, de acordo com a potência de 2.

Se um divisor de frequência com um coeficiente de divisão ímpar for necessário, vários acionadores com feedbacks serão usados, mas isso será discutido na próxima parte do artigo sobre contadores e modeladores de pulsos.

Pelo exposto, podemos concluir: se as entradas JK estiverem simultaneamente no estado de uma unidade lógica (alto nível), o gatilho funcionará no modo de contagem. Isso significa que, para cada diferença de nível negativo na entrada C, o estado do gatilho muda para o oposto.

Operação de gatilho nas entradas JK

O que acontece se um nível lógico zero estiver presente nas entradas JK? Para verificar isso, basta conectar pelo menos uma entrada JK (lembre-se de que o K155TV1 possui 3 entradas J e 3 K, combinadas de acordo com o circuito 3I) a um fio comum. Mas você pode se conectar ao fio comum e a todas as entradas do JK, isso já não tem princípios. De acordo com os indicadores de LED, vemos que os pulsos do relógio estão chegando e o estado do gatilho não muda.Em um estado em que a lógica zera nas entradas J e K, o gatilho JK está no modo de armazenamento de informações.

Resta considerar dois casos. O primeiro caso é quando a entrada J é alta e a entrada K é baixa. Nesta situação, o gatilho na entrada C é definido em um único estado - o indicador HL3 conectado à saída direta do gatilho acende. O HL2, é claro, é reembolsado.

Se o estado das entradas JK não mudar no futuro, cada pulso na entrada C também tenderá a definir o gatilho para um único estado, embora já esteja nele. Nesse caso, eles dizem que na entrada C, o estado de disparo anterior neste caso é simplesmente confirmado.

O segundo caso é quando a entrada J é zero e a entrada K é uma. Nesse estado, nas entradas JK, o primeiro pulso na entrada C, o gatilho é ajustado para zero (é zerado) - o indicador HL3 apaga e o HL2 liga. Se o estado das entradas JK não for alterado, a entrada C também confirmará o estado, conforme descrito acima, apenas neste tempo zero.

Portanto, para facilitar a lembrança, resumir: duas unidades nas entradas de JK é um modo de contagem. Entende-se que a condição 3I é cumprida para as entradas JK: uma nas três entradas J e uma nas três entradas K.

Dois zeros nas entradas JK - modo de armazenamento de informações: os pulsos na entrada C do estado de disparo não podem ser alterados. Para obter esse estado, basta que pelo menos uma entrada J e pelo menos uma entrada K tenham um nível lógico zero.

No caso em que todas as três entradas J estiverem altas, o gatilho é definido para um único estado. Ao mesmo tempo, pelo menos uma das 3 entradas de K deve ter um nível baixo.

Para redefinir um gatilho, zero deve estar presente em pelo menos uma das entradas J e uma deve ser mantida nas três entradas K.

Tudo o que foi escrito acima pode ser encontrado na tabela verdade do gatilho K155TV1, mostrada na Figura 4.

Figura 4. A tabela verdade para o chip K155TV1.

Gatilhos de vários tipos também são usados ​​como elementos de dispositivos de contagem, ou simplesmente contadores, bem como modeladores de pulso. Isso será discutido na próxima parte do artigo sobre circuitos lógicos.

Continuação do artigo: Chips de lógica. Parte 10. Como se livrar da rejeição dos contatos

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