Электроника для начинающих

На третьем этапе, который позднее второго этапа всего лишь на микросекунду, микросхема IC1, получив сигнал низкого логического уровня на выводе «Запуск» (см. ЦВ-рис. 4.91, в), формирует выходной сигнал высокого уровня на выводе 3, зажигая при этом верхний по схеме светодиод. Следует напомнить, что таймер 555 работает в бистабильном режиме (режиме триггера), поэтому, переключившись, он немедленно фиксируется в этом состоянии. Одновременно с этим его выходной сигнал высокого логического уровня подается по цепи обратной связи на правый по схеме вход логического элемента OR1. Поскольку OR1 это элемент ИЛИ, то для него достаточно, чтобы только один его вход имел высокий логический уровень, для того чтобы на выходе получился сигнал высокого уровня, который в данной схеме возвращается по цепи обратной связи на входы элементов OR2 и OR3. Теперь, поскольку на всех входах этих элементов имеются сигналы высокого логического уровня, то на их выходах тоже появляются сигналы высокого уровня и остаются в этом состоянии вне зависимости от последующих нажатий кнопок.

Рис. 4.91.

Эти три схемы показывают распространение сигналов высокого и низкого уровней (показаны соответственно красным и синим цветом) в схеме, предназначенной для викторины, при нажатии кнопки

Таким образом, на входах и выходах логических элементов OR2 и OR3 теперь имеются сигналы высокого уровня и микросхемы IC1 и IC2 не могут быть переключены в другое состояние. Но микросхема IC1 остается заблокированной в состоянии «включено», что заставляет светиться светодиод.

Имеется только один способ для изменения состояния микросхемы IC1 — это перевод переключателя S1 в другое, левое по схеме, положение, которое может выполнять ведущий викторины. Такое переключение приводит к подаче сигнала низкого логического уровня на входы сброса обоих таймеров. В результате выходы таймеров становятся низкого логического уровня, светодиод гаснет и схема возвращается в исходное состояние, которое было перед запуском. Выполнив сброс, ведущий викторины может задать другой вопрос, но кнопки игроков не будут активированы до тех пор, пока ведущий не переключит переключатель S1 вправо.

Есть только одна ситуация, которую я еще не исследовал: что будет, если оба игрока нажмут свои кнопки абсолютно одновременно? В мире цифровой электроники это практически невероятное событие. Даже разницы в микросекундах будет достаточно, чтобы схема сработала и успела заблокировать вторую кнопку.

Но, если каким-либо образом кнопки все же будут нажаты в один и тот же момент, то оба таймера должны сработать и должны загореться оба светодиода, показывая, что произошла ничья. Если вы чувствуете некоторую неопределенность при определении действий, с помощью которых схему с участием двух игроков можно модифицировать для добавления новых игроков, то я привел упрощенную схему для трех игроков, которая показана на рис. 4.92.

Рис. 4.92. Схема с двумя игроками может быть легко расширена до версии с тремя игроками, как это показано здесь, при условии, что первый логический элемент ИЛИ может управлять тремя входами

Выполнение устройства на макетной плате

Теперь наступило время создания схемы, которая для упрощения выполнения монтажа была бы максимально близка к компоновке соединений на макетной плате. Эта схема показана на рис. 4.93, а реальное размещение компонентов на макетной плате на рис. 4.94.

Рис. 4.93.Применение истинной схемы, предназначенной для монтажа на макетной плате, неизбежно приводит к расположению проводов, которое интуитивно менее очевидно и кажется более сложным. Тем не менее все подключения те же самые, что и ранее

Рис. 4.94.Схема викторины, реализованная на макетной плате, чтобы протестировать идею перед ее полномасштабным выполнением

Поскольку я использовал только один тип логических элементов, т. е. элементы ИЛИ; их у меня всего лишь три, и поэтому мне нужна всего лишь одна логическая микросхема 74HC32, которая на самом деле содержит четыре двухвходовых элемента ИЛИ. (Я заземлил входы четвертого элемента).