Электроника для начинающих

Два элемента ИЛИ с левой стороны имеют те же самые функции, что элементы OR2 и OR3 в моей ранее приведенной схеме (см. рис. 4.90), а элемент ИЛИ внизу справа будет работать в качестве элемента OR1, получая входные сигналы с выходов (вывода 3) каждого таймера 555. Если у вас имеются все компоненты, то вы достаточно быстро можете выполнить весь монтаж и протестировать готовое устройство.

Вы можете заметить, что в схеме я сделал всего лишь одно изменение.

Между выводом 2 и общим проводом (землей) был добавлен конденсатор с емкостью 0,01 мкФ. Зачем? Поскольку, когда я тестировал схему без конденсаторов, то заметил, что иногда один или два таймера 555 будут срабатывать даже после простого переключения переключателя S1, в то время, когда никто из игроков свою кнопку не нажимал.

Это сначала изумило меня. Каким образом таймеры переключались без всяких действий кого-либо? Может быть они реагировали на «дребезг» контактов переключателя ведущего викторины. Конечно, все было решено простым добавлением конденсаторов небольшой емкости. Они также могут немного замедлять отклик таймеров 555, делая его ступенчатым, но это совершенно неважно, чтобы влиять на ситуацию, поскольку рефлексы человека значительно медленнее.

Что же касается кнопок, то наличие у них «дребезга» не играет никакой роли, поскольку каждый таймер сам себя блокирует сразу же после первого импульса и игнорирует любые другие изменения, которые возникают после него.

Вы можете поэкспериментировать, выполнив схему с отсоединенными конденсаторами 0,01 мкФ и переключая переключатель S1 несколько десятков раз. Если у вас будет качественный переключатель, то, возможно, вы и не заметите никаких проблем. Если же у вас переключатель низкого качества, то вы сможете заметить некоторое количество «ложных срабатываний». В следующем эксперименте я собираюсь более подробно обсудить «дребезг контактов», и каким образом от него можно избавиться.

Улучшения

После того как вы собрали схему на макетной плате и собираетесь выполнить постоянно действующую модель, я предполагаю, что вы расширите ее таким образом, чтобы в викторине могли бы участвовать, по меньшей мере, четыре игрока. Это потребует использования логических элементов ИЛИ, которые в состоянии получать сигналы с четырех входов. Очевидным выбором будет микросхема 74HC4078, поскольку она позволяет подключить до 8 игроков. Нужно просто не забыть подсоединить все неиспользуемые входы к общему проводу («земле»).

В качестве альтернативы вы можете использовать пару микросхем 74HC32, если они у вас уже есть и вы не хотите связываться с заказом микросхем 74HC4078, то вы можете объединить вместе три элемента внутри одной микросхемы 74HC32, которые после этого будут работать как один элемент ИЛИ с четырьмя входами. Посмотрите на простую логическую схему на рис. 4.95, на которой показаны три элемента ИЛИ, и учтите, что выход каждого элемента ИЛИ будет переходить в состояние высокого логического уровня, если хотя бы один из входов будет иметь высокий уровень.

Рис. 4.95.

Хотя элемент ИЛИ с четырьмя входами серийно не изготавливается, его выполняемую функцию можно реализовать соединением трех двухвходовых элементов ИЛИ с двумя входами

Пока вы думаете над этим, посмотрите, как вы можете использовать входы и выход трех элементов И в той же самой конфигурации.

Для игры четырех игроков вам, естественно, потребуется два дополнительных таймера 555 и еще два светодиода, а также две кнопки.

Что касается создания схемы для четырех игроков, то ее разработку я собираюсь поручить вам. Начните с рисования упрощенного варианта, показывая только логические символы. Затем преобразуйте схему для компоновки на макетной плате. В данном случае имеется только один совет: карандаш, бумага и резинка, на мой взгляд, дадут возможность получить результат гораздо быстрее, чем специальная программа для разработки схем или какая-либо графическая программа.

Эксперимент 22. ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ И ДРЕБЕЗГ

В предыдущем эксперименте я упоминал, что «дребезг контактов» кнопок в схеме не должен быть проблемой, поскольку кнопки активируют таймеры 555, которые применяются в бистабильном режиме (режиме триггера). Как только таймер получает первый сигнал, он моментально переключается в другое состояние и остается в нем, игнорируя любые дополнительные помехи, которые генерируются схемой. Итак, можем ли мы устранить дребезг контактов переключателя или кнопки, используя триггер? И поскольку некоторые микросхемы в серии 74HCxx могут иметь в своем составе триггер, можем ли мы его использовать?

Ответы будут «да» и «да», хотя это не так-то легко сделать, как кажется.

Вам понадобятся: