Kurs podstaw elektroniki cz. 7

12 maja 
Zaszufladkowany do: Edukacyjne
Tagi: bramki, kurs elektroniki

Komentarze (4) 

Elektroniki cyfrowej ciąg dalszy – po podstawach, czyli najczęściej używanychbramkach logicznych, przyszedł czas na nieco bardziej skomplikowane elementy i przykładowe urządzenie zrealizowane z pomocą cyfrowych elementów.

Zaczniemy od kilku rzeczy, które nie zostały opisane w poprzedniej części, a mogą być bardzo przydatne. Są to…

Oznaczenia negacji na symbolach i przy zapisie

Być może już zauważyłeś, że przy wyprowadzeniach układów cyfrowych pojawiają się czasem małe kółeczka – znajdziesz je choćby w oznaczeniach bramek logicznych, omawianych w poprzednim odcinku kursu. Co oznacza ten symbol? Mówi on nam, że przechodzący przez to wyprowadzenie sygnał jest odwracany; stan logiczny jest zmieniany na przeciwny – tak jak w inwerterze.

Wyprowadzenie z negacją i dwa bez

Podobne znaczenie ma pozioma linia znajdująca się nad nazwą wyprowadzenia. Oznacza ona, że na wyprowadzeniu obowiązuje logika ujemna, czyli…

Logika ujemna

Wiesz już, że napięcie kilku woltów przyjmuje się zwykle za stan wysoki, a napięcie bliskie 0V za stan niski. Taki stan rzeczy jest nazywany logiką dodatnią. Czasem może być jednak odwrotnie. Wtedy za stan niski uznaje się wysokie napięcie, a za wysoki – niskie. Jest to właśnie wspomniana w nagłówku logika ujemna.

Napięcia w logice dodatniej i ujemnej

Bufor

Bufor to chyba najprostsza forma bramki – nie wykonuje żadnych operacji logicznych, wyłącznie powtarza na wyjściu sygnał z wejścia.

Bufor

Bramki trójstanowe

Nieco ciekawszym wariantem buforu jest bufor trójstanowy, czyli bufor o działaniu podobnym do zwykłego przełącznika mechanicznego. Bufor przewodzi sygnał w zależności od tego, czy na dodatkowe wyprowadzenie podawany jest stan wysoki. Przy stanie niskim na wyjściu pojawia się stan wysokiej impedancji, który w większości wypadków może być traktowany jak fizycznie rozłączone styki wyłącznika mechanicznego.

Bufor trójstanowy

Istnieją też inne bramki trójstanowe, których działanie jest analogiczne do wyżej opisanego buforu. Po prostu w zależności od dodatkowego wyprowadzenia wyjście jest dołączane lub odłączane.

Przerzutnik RS

Symbol przerzutnika RS

Przerzutniki to podstawowe elementy pamiętające w elektronice. Jeden taki element mieści informację o wielkości jednego bitu, czyli zapamiętuje jeden z dwóch podstawowych stanów – wysoki lub niski. Istnieje kilka rodzajów przerzutników, z których to przerzutnik RS posiada najprostszą budowę. Przerzutnik RS posiada dwa wejścia:

1. Set, służące do ustawiania stanu wysokiego

2. Reset, ustawiające stan niski

Wyjścia też są dwa – jedno udostępnia ustawiony na przerzutniku stan w sposób normalny, a drugie w odwrócony. Oznacza to, że przy poprawnym działaniu przerzutnika nigdy nie uświadczymy takiego samego stanu na obu wyjściach.

Podobnie jak inne przerzutniki, można go zbudować z kilku bramek, np NAND:

Przerzutnik RS z bramek NAND

Na koniec

W jednym z komentarzy pod poprzednimi częściami napisałem, że w tej części będzie przykładowe urządzenie z użyciem elementów cyfrowych. Niestety okazało się, że będzie inaczej. Z różnych przyczyn mam ostatnio niewiele czasu, a przygotowanie sensownego projektu prostego urządzenia  i jego wykonanie to pół dnia roboty. Będą oczywiście różne projekty, ale raczej poza kursem, który ma się już ku końcowi.

Pewnie napiszę jeszcze jedną część o wzmacniaczach operacyjnych i kursik można będzie uznać za zakończony. Oczywiście nadal będą pojawiać się artykuły o elektronice – w planach nawet częściej niż dotychczas, więc koniec kursu nie powinien być strasznym przeżyciem. Miał on być w założeniu kilkuczęściowym artykułem omawiającym elementarne podstawy elektroniki i ten temat jest już praktycznie wyczerpany.

Jak zwykle zapraszam do odpowiedzenia na kilka prostych pytań, tak dla utrwalenia:

Pytania

1. Czym różni się bufor od inwertera?

2. Co oznacza okrąg umieszczony przy wyprowadzeniu elementu na schemacie?

3. Co jest głównym zastosowaniem przerzutników?

4. Czym różni się logika dodatnia od ujemnej?

5. Do czego podobny jest stan wysokiej impedancji na wyjściu bramki trójstanowej?

Odpowiedzi

1. Inwerter zmienia stan sygnału na przeciwny, a bufor nie.

2. Oznacza to, że sygnał przechodzący przez to wyprowadzenie jest odwracany.

3. Zapamiętywanie stanów logicznych.

4. Wartościami napięć przyjmowanymi za stany logiczne.

5. Do fizycznego rozłączenia obwodu elektrycznego.