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D-Trigger. Radio – für Einsteiger
Verzeichnis / Radio - für Anfänger Von den verschiedenen Arten von D-Flip-Flops in der K155-Serie sind die Auslöser des K155TM2-Chips die beliebtesten unter Funkamateuren (Abb. 1, a). Es hat zwei D-Flip-Flops, die durch einen gemeinsamen Stromkreis verbunden sind, aber unabhängig voneinander arbeiten. Jeder von ihnen hat vier logische Eingänge und zwei Ausgänge - direkt und invers. Eingang D ist ein Eingang zum Empfangen digitaler Informationen und C ist ein Eingang für Taktsynchronisationsimpulse, deren Quelle üblicherweise ein Rechteckwellengenerator ist. An den R- und S-Eingängen arbeitet das D-Flip-Flop wie der RS-Trigger: Beim Anlegen einer Low-Pegel-Spannung an den R-Eingang wird der D-Trigger in den Nullzustand gesetzt, auf den Einzelzustand am S-Eingang. An den Eingängen D und C kann es als Speicherzelle für empfangene Informationen oder als Flip-Flop mit Zähleingang fungieren. D-Flip-Flops des K155TM2-Chips auf den Schaltplänen von Geräten der Digitaltechnik werden normalerweise nicht zusammen dargestellt, wie in Abb. 1, a, a separat in verschiedenen Teilen der Schaltungen (Abb. 1, b). In diesem Fall dürfen die Schlussfolgerungen, die nicht im Gerät verwendet werden, nicht angezeigt werden. Wir werden uns an diese Regeln halten.
Wir bieten verschiedene Erfahrungen und Experimente an, die helfen, die Logik des D-Flip-Flops in verschiedenen Betriebsmodi zu verstehen. Platzieren Sie den K155TM2-Chip auf dem Steckbrett, verbinden Sie Pin 14 mit dem positiven und Pin 7 mit dem negativen Stromkabel. An die Klemmen der direkten und inversen Ausgänge eines seiner D-Flip-Flops, beispielsweise an die Klemmen 5 und 6 (Abb. 2, a), schließen Sie LED-Anzeigen (oder Transistoren mit Glühlampen in Kollektorkreisen) an das Leuchten dessen Sie den logischen Zustandsauslöser beurteilen werden. Verbinden Sie dieselbe Anzeige mit Pin 3 - mit Eingang C. Sie werden das Erscheinen und das Leuchten dieser Anzeige beobachten. die Dauer der Synchronisationstaktimpulse. Montieren Sie auf dem Panel auch den Taster SB1 und den Widerstand R4, aber verbinden Sie diese Schaltung noch nicht mit dem Eingang D (Pin 2) des Triggers. Schalte den Strom an. Eine der an den Triggerausgängen angeschlossenen LEDs sollte sofort aufleuchten. Wenn dies die HL3-LED ist, befindet sich der Trigger in einem einzelnen Zustand, und wenn HL2 auf Null ist. Jetzt abwechselnd mehrmals kurzschließen, zuerst Ausgang 1, dann 4 (Eingänge R und S) auf eine gemeinsame Leitung. Diese Erfahrung wird Sie davon überzeugen, dass das D-Flip-Flop an diesen Eingängen genauso funktioniert wie das RS-Flip-Flop.
Schließen Sie als nächstes einen Widerstand R2 mit einem Druckknopfschalter SB4 an den Informationseingang D (Pin 1) an, zeichnen Sie den Anfangszustand des Triggers auf und drücken Sie dann diesen Knopf mehrmals hintereinander. Wie reagiert der Trigger darauf? Auf keinen Fall - derselbe Indikator leuchtet weiter. Schalten Sie durch kurzes Verbinden des Eingangs R oder S mit einem gemeinsamen Draht den Trigger in einen anderen stabilen Zustand und drücken Sie erneut mehrmals die Taste SB1. Und jetzt reagiert der Trigger, wie Sie sehen können, nicht auf Eingangssignale. Dies liegt daran, dass am Eingang C kein hochpegeliger Takt anliegt. Die Quelle der Synchronisationstaktsignale zur experimentellen Überprüfung des D-Flip-Flops kann ein Testimpulsgenerator mit variabler Frequenz sein. Verbinden Sie seinen Ausgang mit dem Eingang C des Triggers (Pin 3), stellen Sie die maximale Dauer der erzeugten Impulse ein und beobachten Sie nach dem Einschalten die Eingangsanzeigen. Wenn sich der Trigger zuvor im Nullzustand befand und die Kontakte der SB1-Taste geöffnet waren, sollte der Trigger durch den positiven Spannungsabfall des ersten Impulses am Eingang C in einen einzelnen Zustand wechseln und nicht auf nachfolgende Taktimpulse reagieren . Es lohnt sich jedoch, die Taste zu drücken, um ein Signal mit niedrigem Pegel an den Informationseingang anzulegen, und der Trigger schaltet an der Flanke des nächsten Taktimpulses sofort in den entgegengesetzten Zustand. Der Betrieb des D-Flip-Flops in diesem Modus wird durch die in Abb. 2, b. Wir glauben, dass zu Beginn des Experiments, als die Kontakte der SB1-Taste noch nicht geschlossen waren und daher das Signal am Eingang D einer Spannung mit hohem Pegel entsprach, der Trigger im Nullzustand war (am direkten Ausgang - niedrig, umgekehrt - hoher Spannungspegel). Der erste positive Spannungsabfall am Eingang C schaltete den Trigger in einen einzigen Zustand. Ich habe auf einen negativen Abfall nicht auf den nächsten positiven Trigger reagiert und den akzeptierten Zustand beibehalten. Drücken Sie dann die Taste SB1, um den Eingangspegel zu ändern. Dadurch schaltete der dritte Takt das Flipflop sofort in den Nullzustand, der bis zum Eintreffen des sechsten Impulses bestehen blieb, wenn der Taster losgelassen wurde und am Eingang D bereits ein High-Pegel-Signal anlag. Wenn sich der Pegel des Eingangssignals änderte, schaltete der Trigger an der Flanke des siebten Taktimpulses in den Nullzustand und an der Flanke des achten - auf eins. Diese Experimente und Grafiken, die die Logik des D-Triggers im Modus des Informationsempfangs charakterisieren, erlauben uns, einige Schlussfolgerungen zu ziehen. Wenn das Signal am Eingang D hoch ist, wird der Trigger auf den positiven Spannungsabfall des Taktimpulses am Eingang C auf einen einzigen Zustand gesetzt, und wenn es niedrig ist, dann auf Null. Der D-Trigger reagiert nicht auf den Abfall der Synchronimpulse. Jeder geänderte Zustand des Triggers bedeutet eine Aufzeichnung der empfangenen Informationen in seinem Speicher, die gelesen oder zur Entschlüsselung an ein anderes logisches Gerät der Digitaltechnologie übertragen werden können. Der nächste Versuch besteht darin, den D-Trigger im Zählmodus zu testen, also als Trigger mit Zähleingang. Trennen Sie dazu den Widerstand R4 mit dem Tastschalter SB1 vom Eingang D und verbinden Sie ihn mit dem invertierten Ausgang, wie in Abb. 3a. Jetzt ist der Informationseingang des Triggers Eingang C. Wenden Sie eine Reihe langer Impulse vom Generator darauf an. Wie verhält sich der D-Trigger? Die Vorderseite des ersten Eingangsimpulses schaltet ihn in einen einzelnen Zustand und die Vorderseite des zweiten - auf Null, die Vorderseite des dritten - wieder auf eine einzelne Eins usw. Daher ändert sich in diesem Betriebsmodus jeder Eingangsimpuls der logische Zustand des Triggers zum Gegenteil. Infolgedessen ist die Frequenz der Impulse an jedem Triggerausgang die Hälfte der Frequenz der Eingangsimpulse. Konstruieren Sie auf der Grundlage der Erfahrung Diagramme, die den Betrieb des D-Flip-Flops in diesem Modus veranschaulichen. Sie sollten die gleichen sein wie in Abb. 3b.
Die Schlussfolgerung liegt auf der Hand: In diesem Modus teilt das D-Flip-Flop die Frequenz des Eingangssignals durch 2, dh es übernimmt die Funktion eines Binärzählers.
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