1. Комбинационные и последовательные устройства

2. Виды триггеров. Обозначения

Триггерами называют электронные устройства с двумя устойчивыми электрическими состояниями. Переключение триггера из одного устойчивого состояния в другое происходит под воздействием входных импульсов. Механическим аналогом триггера является обычный выключатель или тумблер, который может находиться только в двух положениях - включенном или выключенном. Их широко используют в качестве запоминающих ячеек автоматических и вычислительных устройств.

RS-триггер

Условное обозначение RS-триггера

RS-триггер состоит из двух входов S (set - установка) и R (reset - сброс) и двух выходов Q и q. Входы и выходы в триггерах всегда находятся в противоположных состояниях.

        

D-триггер

Отличие этого триггера в том, что у него имеется только один информационный вход D и синхронизирующий вход CLK. Вот как выглядит упрощенная таблица истинности для D-триггера:

       

D-триггер часто называют триггером с задержкой. Информационный сигнал (О или 1), поступающий на вход, задерживается в триггере ровно на один такт, прежде чем появляется на выходе Q.

       

Этот триггер имеет два дополнительных входа - предварительной установки (PS) и очистки (CLR). Сигнал на выходе Q в такте n + 1 повторяет сигнал, который был на входе D в предыдущем такте n. D-триггер можно получить из тактируемого RS-триггера, если к последнему добавить инвертор. Логический ноль на входе инициирует установку логической единицы на выходе Q. Логический ноль на входе CLR инициирует очистку выхода Q (установку логического нуля на выходе Q). В активных состояниях входы PS и CLR блокируют действие входов D и CLK; при разблокировании входы D и CLK действуют точно же, как в обычном D-триггере.

JK-триггер

JK-триггер - это наиболее широко используемый универсальный триггер, обладающий характеристиками всех других типов триггеров.

     

Условное обозначение JK-триггера входящего в состав интегральной ТТЛ-схемы 7476.

JK-триггер имеет два информационных входа J и К, синхронизирующий вход CLK и, как и все триггеры, два комплементарных выхода q и Q.

3. Регистр

 Наиболее распространенным узлом цифровой техники и устройств автоматики являются регистры. Регистры строятся на базе синхронных одно- и двухступенчатых RS и D-триггеров. Регистры могут быть реализованы также на базе JK -триггеров. По способу приема и выдачи информации регистры делятся на следующие группы: с параллельным приемом и выдачей (регистры памяти или хранения); с последовательным приемом и выдачей (регистры сдвига); с последовательным приемом и параллельной выдачей; с параллельным приемом и последовательной выдачей; комбинированные, с различными способами приема и выдачи и реверсивные.

4. Двоичный счетчик

Простейший вид счётчика — двоичный может быть построен на основе T-триггера. T-триггер изменяет своё состояние на прямо противоположное при поступлении на его вход синхронизации импульсов. Для реализации T-триггера воспользуемся универсальным D-триггером с обратной связью, как это показано на рисунке 1.

  Рисунок 1. Реализация счетного T-триггера на универсальном D-триггере

5. АЦП. Функциональная схема АЦП параллельного типа

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) предназначены для преобразования аналоговой величины в цифровой код. Другими словами, АЦП - это устройства, которые принимают аналоговые сигналы и генерируют соответствующие им цифровые.

Параллельные ацп

Чаще всего в качестве пороговых устройств параллельного АЦП используются интегральные компараторы. Схема типичного АЦП параллельного типа приведена на рисунке.

Довольно простая схема. Число компараторов DA выбирается с учетом разрядности кода. Например, для двух разрядов понадобится три компаратора, для трех - семь, для 4-х - 15. Опорные напряжения задаются с помощью резистивного делителя. Входное напряжение U_вх подается вход компараторов и сравнивается с набором опорных напряжений, снимаемых с делителя. На выходе компаратора, где входное напряжение больше соответствующего опорного, будет лог. 1, на остальных - лог. 0. Естественно, пир входном напряжении равном 0 на выходах компараторов будут нули. При максимальном входном напряжении на выходах компараторов будут лог. 1. Шифратор предназначен для преобразования полученной группы нулей и единиц в "нормальный" двоичный код.

Параллельный АЦП является самым быстродействующим из всех, поскольку компараторы работают одновременно. Но есть весьма существенный недостаток. Как было сказано выше, разрядность такого АЦП определяется числом компараторов. Высокая стоимость параллельных АЦП. Кстати, подбором сопротивлений резисторов можно выбрать закон преобразования - линейный, логарифмический.

6. Выходы микросхемы с 3 состояниями и с открытым коллектором

7. Принцип действия 4-х проводного резистивного экрана, емкостного экрана и проекционно-емкостного экрана

Сенсорные экраны (Се́нсорный экран - устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему. Википедия) находят все большее применение в современной электронной технике. Подавляющее большинство устройств (около 90%) сейчас оснащено резистивными сенсорными экранами.

Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. На панель и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности.

Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью АЦП регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y). В общих чертах алгоритм считывания таков:

• На верхний электрод подаётся напряжение +5В, нижний заземляется. Левый с правым соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжение соответствует Y-координате экрана.

• На левый и правый электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего и нижнего считывается X-координата.

Принцип работы резистивных сенсорных экранов

Резистивные сенсорные экраны бывают двух видов, четырехпроводные и пятипроводные. Рассмотрим принцип работы каждого из типов в отдельности.

Четырёхпроводной резистривный экран

Принцип действия 4-проводного резистивного сенсорного экрана

Резистивный сенсорный экран состоит из стеклянной панели и гибкой пластиковой мембраны. И на панель, и на мембрану нанесено резистивное покрытие. Пространство между стеклом и мембраной заполнено микроизоляторами, которые равномерно распределены по активной области экрана и надёжно изолируют проводящие поверхности. Когда на экран нажимают, панель и мембрана замыкаются, и контроллер с помощью аналогово-цифрового преобразователя регистрирует изменение сопротивления и преобразует его в координаты прикосновения (X и Y). В общих чертах алгоритм считывания таков:

1. На верхний электрод подаётся напряжение +5В, нижний заземляется. Левый с правым соединяются накоротко и проверяется напряжение на них. Это напряжение соответствует Y-координате экрана.

2. Аналогично на левый и правый электрод подаётся +5В и «земля», с верхнего и нижнего считывается X-координата.