Электроника для начинающих

Рис. 4.76.Выход одного логического элемента не должен использоваться для непосредственного подключения к выходу другого логического элемента. Для изолирования выходов микросхем могут использоваться диоды или они могут подключаться через другой логический элемент

В семействе логических микросхем 74HCxx каждый вход логического элемента потребляет всего лишь микроамперы, а выход может быть источником тока порядка 4 мА. Это выглядит несколько парадоксальным: как может микросхема выдавать больше, чем она получает на входе? Ответ заключается в том, что она потребляет дополнительную энергию от источника питания, который подключен к выводам 7 и

14. Это тот самый источник, от которого и поступает дополнительный ток.

Поскольку на логическом выходе микросхемы может быть больший ток, чем на логическом входе, мы можем установить интегральную схему в состояние, в котором она остается во «включенном» состоянии и становится похожей на реле в устройстве охранной сигнализации, которое подключается так, что может самофиксироваться. Простейший способ добиться этого — использовать в микросхеме части выходного сигнала в качестве одного из входных.

На рис. 4.77 показан логический элемент И, у которого один их входов подключен к плюсовому выводу источника питания, а другой вход с помощью подтягивающего резистора удерживается на низком логическом уровне до тех пор пока не будет нажата кнопка, подающая на этот вход высокий логический уровень сигнала. Импульсный диод соединяет выход логического элемента с входом, к которому подключена кнопка и подтягивающий резистор. Следует отметить, что анод диода должен быть подключен к выходу логического элемента, а катод к входу, соединенному с резистором сопротивлением 10 кОм и кнопкой.

Рис. 4.77. Использование диода дает возможность подать выходной сигнал логического элемента на один из его входов, что, в свою очередь, позволяет зафиксировать элемент в определенном состоянии после получения короткого логического сигнала на входе

На схеме, которая приведена на рис. 4.77, показано каким образом все это должно быть выполнено на макетной плате. На рис. 4.78 показана простейшая схема реализации этой идеи.

Рис. 4.78.В данном случае показана простейшая схема, позволяющая продемонстрировать способ, с помощью которого логический элемент может сам себя зафиксировать после получения входного импульса

Примечание

Начиная с этого момента, я не буду больше показывать стабилизатор напряжения питания и конденсаторы, которые используются вместе с ним. Следует всего лишь запомнить, что они должны быть включены в каждой схеме, где будет сделана пометка «5 В стабилизированного напряжения постоянного тока».

Когда вы на схему подадите напряжение питания, светодиод гореть не будет, как это было ранее. Для того чтобы на выходе двухвходового логического элемента И сформировать положительное напряжение, требуется наличие высокого логического уровня напряжения на обоих своих логических входах. В данной схеме в исходном состоянии высокий логический уровень сигнала будет присутствовать только на одном из входов, в то время как другой вход с помощью резистора с сопротивлением 10 кОм будет удерживаться на низком логическом уровне. Теперь нажмите на кнопку и светодиод загорится. Отпустите кнопку и светодиод продолжит гореть, поскольку высокий уровень сигнала на выходе логического элемента И через диод передается назад на его вход, и этого вполне достаточно, чтобы «преодолеть» отрицательное напряжение, которое подается подтягивающим резистором.

Выходной сигнал этого элемента И подается на один его вход, поэтому светодиод остается в этом состоянии до тех пор, пока не будет отключено питание. Такое схематическое решение называется защелкой и может быть очень полезно, когда вы на выходе хотите получить сигнал, который должен сохраняться даже после того, как пользователь нажал и отпустил кнопку.