Сделай Сам (Огонек) 1995-02, страница 84

вход С триггера DD2.1. На этом триггере, а также на триггерах DD2.2, DD4.1, OD4.2 и элементе DD1.3 собран счетчик импульсов. Счетчик представляет собой делитель частоты на шесть. При этом на триггерах DD2.1, DD2.2 и DD4.1 выполнен собственно счетчик (его основная часть), а на триггере DD4.2 и элементе DD1.3 — узел сброса триггера DD2.2 (вспомогательная часть счетчика). Состояния счетчика (от нуля до пяти) распознаются с помощью дешифратора, собранного на элементах DD3.1 ...DD3.4 и DD1.4.0 работе дешифратора поговорим немного позже. А теперь вернемся к устройству и работе счетчика.

Основная часть счетчика содержит три триггера (DD2.1, DD2.2 и DD4.1), соединенных последовательно. Как известно, три последовательно соединенных триггера принимают до восьми различных состояний (от нуля до семи). Дело в том, что это число представляет собой не что иное, как 2^т, где т — число последовательно соединенных триггеров. Иными словами, эти три триггера способны принимать следующие состояния: ООО, 001, 010,011,100,110и 111. Ясно, что для наших целей нужны только шесть состояний. Остальные два состояния «лишние».. поэтому их необходимо исключить. В данном счетчике искусственно исключены состояния 110 (двоичная форма записи числа 6) и 111 (двоичная цифра 7). Оставшиеся шесть состояний представляют собой десятичные цифры соответственно: 0; 1; 2; 3; 4; 5 (рис. 2).

Поскольку вход С триггеров DD2.2 и DD4.1 подключен к прямому (а не к инверсному) выходу О соответственно триггеров DD2.1 и DD2.2, наш счетчик (точнее, его основная часть) вычитающий, а не суммирующий. Поэтому его состояния меняются в порядке убывания, а именно: 5; 4; 3; 2; 1; 0. Важно, что после состояния 0 (когда все три триггера находятся в нулевом состоянии) следует состояние 5.

Если бы контура DD4.2 и DD1.3 не было, то после состояния 0 пришла бы очередь состояния 7, при котором все три триггера переходят в единичное состояние. На самом деле на очень короткое время это и происходит. Но здесь вспомогательный триггер DD4.2 переключается (по входу С) из единичного состояния (в котором он находится наибольшую часть времени) в нулевое. Это значит, что на его инверсном выходе Q (помечен кружочком) появляется вместо низкого уровня высокий. Это приводит к сбросу по входу R (к

установке в нулевое состояние) триггера DD2.2. В результате вместо перехода счетчика из состояния 0 в состояние 7 происходит переход из 0 в 5.

Очередной импульс на выходе элемента DD1.3 (на рис. 2 он условно заштрихован) снова возвращает (по входу S) триггер OD4.2 в единичное состояние. Поэтому триггер DD4.2 не «мешает» работе счетчика до тех пор, пока триггер DD4.1 вновь не переключится в единичное состояние. Затем «история повторяется» — следует сброс триггера DD2.2. Происходить это будет через каждые шесть входных импульсов. Заметим, что положительные фронты импульсов, приводящие к переключению (по входу С) последующих триггеров, здесь для наглядности помечены вертикальными стрелками.

Теперь вернемся к дешифратору состояний счетчика. Устроен он так, что состояниям 5,4,3,2,1,0 счетчика соответствует индикация цифр (в виде светящихся точек) 5, 6, 1, 2, 3, 4. Так, состоянию 4 счетчика (при этом триггеры DD2.1 и DD2.2 в нулевом состоянии, а триггер DD4.1 — в единичном) соответствует цифра 6 (шесть светящихся точек в традиционном начертании). В самом деле на выходе элементов OD3.2 и DD1.4 будет низкий уровень, а на выходе элементов DD3.3 и OD3.4 — высокий. Следовательно, светодиоды HL1...HL6 горят, a HL7 погашен, что как раз и соответствует цифре 6.

Другой пример. Состоянию 3 счетчика (при этом триггеры DD2.1 и DD2.2 в единичном состоянии, а триггер DD4.1 — в нулевом) соответствует цифра 1. Ведь на выходе элементов DD3.1, DD3.2 и DD1.4 будет высокий уровень, а на выходе элементов OD3.3 и DD3.4 — низкий. Значит, горят только светодиод HL7 (центральный), а светодиоды HL1...HL6 погашены.

Состояние отдельных элементов устройства при формировании различных цифр удобно проследить по таблице. Тут горящему светодиоду соответствует обозначение 1, а погашенному — 0. Нужно заметить, что у всех транзисторов (VT1 ...VT7) нагрузка включена в эмиттер-ную цепь — она состоит из двух светодиодов (или одного) и токоограничительного резистора. Но транзистор VT1 структуры р-п-р, поэтому аноды светодиодов HL1 и HL2 соединены с «плюсом» питания: они горят, когда на выходе элемента OD3.2 низкий уровень напряжения. Напротив, транзисторы VT2...VT4 структуры п-р-п, поэтому катоды светодиодов HL3...HL7 соединены с «минусом» питания: они го-