Электроника для начинающих

1. Логическая микросхема 74HC02, содержащая 4 двухвходовых логических элемента ИЛИ-НЕ. Логическая микросхема 74HC00, содержащая 4 двухвходовых логических элемента И-НЕ. Количество — по 1 шт. каждой микросхемы.

2. Однополюсный двухпозиционный переключатель. Количество — 1 шт.

3. Светодиоды с низким потреблением тока. Количество — 2 шт.

4. Резисторы с сопротивлением 10 кОм и 1 кОм. Количество — по 2 шт. каждого номинала.

Выполните монтаж компонентов на вашей макетной плате в соответствии со схемой, которая показана на рис. 4.96. Когда вы подаете напряжение питания (с помощью стабилизированного источника питания напряжением 5 В), должен загореться один из светодиодов.

Рис. 4.96. Простая схема для тестирования поведения двух элементов ИЛИ-НЕ, которые подключены, как элементарный триггер, сохраняющий свое состояние после завершения действия входного сигнала

Теперь я хочу сделать нечто странное. Пожалуйста, отсоедините однополюсный двухпозиционный переключатель, отделив провод, который подключает плюс источника питания к полюсу переключателя, а также вытяните конец провода из макетной платы. Когда вы сделаете это, то будете немного удивлены, что светодиод останется гореть.

Вставьте провод обратно в макетную плату, переключите переключатель и первый светодиод должен погаснуть, в то время как загорится другой. Теперь опять извлеките провод, и светодиод будет продолжать гореть.

Далее следуют вопросы, которые предназначены для самостоятельной проработки.

• Триггер требует только начальный импульс.

• После этого триггер игнорирует состояния на входе.

Как это работает

Два логических элемента ИЛИ-НЕ или два элемента И-НЕ могут функционировать в режиме триггера.

• Используйте элементы ИЛИ-НЕ, когда у вас на полюс переключателя поступает сигнал высокого логического уровня.

• Используйте элемент И-НЕ, когда у вас на полюс переключателя поступает сигнал низкого логического уровня.

В любом случае вы должны использовать двухпозиционный переключатель.

Я уже упоминал двухпозиционный переключатель три раза (на самом деле четыре раза, если учесть и это предложение!), поскольку по какой-то странной причине большинство книг, которые относятся к введению в область электроники, забывают осветить этот момент. Когда я начинал изучать электронику, я чуть не сошел с ума пытаясь понять каким образом два логических элемента ИЛИ-НЕ или И-НЕ могли бы устранить дребезг контактов простой однополюсной двухпозиционной кнопки — до тех пор, пока не понял, что этого они не могут. Причина заключается в том, что когда в схему подается напряжение питания, элементам ИЛИ-НЕ (или И-НЕ) нужно указать каково должно быть их начальное состояние. Они требуют исходной определенности, которая задается переключателем, который, в свою очередь, может быть в одном или в другом состоянии. Поэтому переключатель должен быть двухпозиционным. (Теперь я упомянул его пятый раз.)

Я применил другую упрощенную многошаговую схему, рис. 4.97 (ЦВ-рис. 4.97), чтобы показать изменения, которые происходят в двух элементах ИЛИ-НЕ, когда переключатель переключают то в одно, то в другое положение. Чтобы освежить вашу память, я добавил таблицу истинности, где показаны выходные сигналы элемента ИЛИ-НЕ для каждой комбинации сигналов на входах.

Рис. 4.97.Использование двух элементов ИЛИ-НЕ вместе с однополюсным двухпозиционным переключателем, на полюс которого подается сигнал высокого логического уровня. Показана последовательность из четырех схем, которая иллюстрирует реакцию простейшего триггера на различные входные сигналы