Логические микросхемы. Часть 3

Микросхема К155ЛА3 является базовым элементом 155-й серии. Это устройство встроенного типа, которое состоит из трех микросхем, расположенных на одной плате и имеющих одинаковый внешний вид. Внешний вид микросхемы К155ЛА3 представляет собой маленький прямоугольник с размерами от 3 до 6 миллиметров. Она состоит из двух полусхем, соединенных посредством ме

Электрики знают о пластмассовом корпусе с 14-ю выводами с маркировкой и ключом, указывающим на первый вывод микросхемы, находящейся на верхней стороне.

Она имеет две половинки, которые разделены на две части, правую и левую. В каждой половинке находится по одной отверстице. Эти отверстия соединяются при нажатии ключа.

Ключ состоит из двух меток, разделенных на правую и левую часть. У каждой половинки присутствует одно отверстие. При нажатии меток они соединяются, что позволяет подать сигнал.

При обзоре микросхемы сверху заметно, что выводы расположены против часовой стрелки, а снизу – по часовой стрелке. На рисунке 1 выводы нумеруются против часовой стрелки, начиная с верхнего левого угла.

При осмотре микросхемы DIP-14 сверху необходимо отсчитывать выводы против часовой стрелки, а снизу – по часовой стрелке. Рисунок 1 показывает пластмассовый корпус с двухрядным расположением выводов, выводы нумеруются против часовой стрелки, начиная с верхнего левого угла.

В зависимости от количества выводов, многие микросхемы могут быть изготовлены в виде DIP-16, DIP-20, DIP-24 и даже DIP-40 корпусов.

Эти два элемента отвечают за передачу и прием сигналов для связи с другими устройствами. В корпусе DIP-14 также имеется дополнительный разъём для подключения дополнительных устройств. Этот разъём используется для подключения дополнительных элементов, таких как диоды, транзисторы и резисторы.

Рисунок 1. Корпус DIP-14.

Что содержится в этом корпусе

Корпус DIP-14 содержит в себе 4 независимых 2И-НЕ элемента, которые отвечают за передачу и прием сигналов для обмена данными с другими устройствами. Также имеется дополнительный разъём для подключения других элементов, таких как диоды, транзисторы и резисторы.

Электрики объединяет одна общая вещь: 14-й вывод микросхемы является положительным полюсом источника питания, а 7-й вывод – это отрицательный полюс источника.

Для избежания размножения лишних элементов на схемах, линии питания обычно не отображаются.

Электрики знают, что правильная установка четырех элементов 2И-НЕ очень важна для функционирования электрической схемы. Это связано с тем, что каждый из них должен быть правильно подключен, и необходимо понимать, как они взаимодействуют друг с другом. Но не делается это еще и потому, что каждый из четырех элементов 2И-НЕ может находиться в разных местах схемы.

На схемах обычно прописано: “+5В подвести к выводам 14 DD1, DD2, DD3…DDN, а -5В подвести к выводам 07 DD1, DD2, DD3…DDN”. Элементы, расположенные отдельно, обозначаются как DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4.

На рисунке 2 представлена микросхема К155ЛА3, которая состоит из четырех 2И-НЕ элементов.

Во второй части статьи мы уже говорили о том, что слева находятся входные выводы, а справа – выходы.

Для проведения экспериментов подходит зарубежный аналог К155ЛА3 – микросхема SN7400. Она идеально подходит для всех указанных ниже испытаний.

Если говорить точнее, то серия микросхем К155 является аналогом зарубежной серии SN74, поэтому радиорынки предлагают именно ее. Для этого используется цоколевка микросхемы К155ЛА3, изображенная на рисунке 2. На этой цоколевке имеется два входных пина для подключения питания на напряжение 5В.

Рисунок 2. – это цоколевка микросхемы К155ЛА3, которая требуется для проведения экспериментов с микросхемой. Она имеет два пина питания на напряжение 5 В.

Обеспечить постоянный источник питания можно, применив микросхему стабилизатора К142ЕН5А или ее импортный аналог – 7805. Это простейший и самый распространенный вариант.

Вовсе не нужно заниматься мотанием трансформатора, пайкой мостов, установкой конденсаторов – для электрика все это в самый раз.

На рынке всегда можно найти китайский сетевой адаптер с напряжением 12В, и его можно подключить к источнику питания с помощью 7805, как это показано на рисунке 3. Для питания микросхемы используется простой источник питания, представленный на рисунке 3.

На рисунке 3 представлен простой источник питания, который может быть использован для проведения опытов с микросхемой и для питания макетной платы маленьких размеров.

Она представляет собой электрический изолятор, размером 100*70 мм. Он может быть изготовлен из гетинакса, стеклотекстолита или иного подобного изоляционного материала.

Для предотвращения возникновения электрических проблем, предлагается использовать фанеру или плотный картон.

Для укрепления проводников с толщиной около 1,5 мм, для подачи питания к микросхемам, вдоль длинных сторон платы следует провести облуцку.

Между проводниками по всей площади макетной платы рекомендуется просверлить отверстия с диаметром не более 1 мм.

При проведении исследований в опытных установках можно применять длинные отрезки медного провода, к которым могут быть подключены конденсаторы, резисторы и другие электронные компоненты.

Макетная плата.

Для обеспечения должной прочности и устойчивости платы к механическим воздействиям, по ее углам следует прикрепить невысокие ножки, позволяющие разместить провода снизу. Оптимальный вариант представлен на рисунке 4.

Это важный элемент, который позволяет протестировать работоспособность компонентов электрической схемы. Чтобы подготовить макетную плату, необходимо правильно соединить компоненты, используя проводники и плата.

Макетная плата представляет собой важный элемент электрических схем, который позволяет протестировать работоспособность компонентов схемы. Для подготовки макетной платы необходимо правильно соединить компоненты проводниками или платой. Качественно подготовленная макетная плата обеспечит исправную работу электрической схемы и предоставит возможность проводить эффективные испытания.

Для установки микросхемы К155ЛА3 на плату необходимо припаять выводы 14 и 7 к шинам питания, а все остальные выводы согнуть так, чтобы они прилегали к поверхности платы.

Прежде чем приступить к испытаниям, необходимо проверить качество пайки и правильность подключения питания. Неправильное подключение питания может привести к поломке микросхемы, поэтому также необходимо проверить наличие короткого замыкания между соседними выводами.

После проверки всех электрических соединений можно безопасно включить питание и начать эксперименты. Для проверки состояния двигателя используется индуктивный мультиметр.

Как электрик, я рекомендую использовать стрелочный вольтметр с входным сопротивлением не менее 10 Ком/В для измерений. Для проверки состояния двигателя используется индуктивный мультиметр.

Для того, чтобы отвечать на столь высокие требования, любой электрик может воспользоваться даже дешевым китайским тестером.

Так как стрелочный мультиметр имеет аналоговое представление результата, измерения могут быть произведены до достижения нуля, что невозможно с помощью цифрового мультиметра.

При измерениях напряжения стрелочный мультиметр несравненно превосходит цифровой. Наблюдая за движением стрелки, можно заметить импульсы напряжения даже на низких частотах. При этом, все измерения должны вестись относительно «минуса» источника питания. Также, стрелочный мультиметр позволяет измерять до достижения нуля, что невозможно с помощью цифрового мультиметра.

После включения питания измерьте напряжение на всех выводах микросхемы: на входных выводах 1 и 2, 4 и 5, 9 и 10, 12 и 13 оно должно составлять 1,4 В. А на выходных выводах 3, 6, 8, 11 значение напряжения не должно превышать 0,3 В. Если показания всех напряжений в пределах установленных значений, микросхема работает исправно.

На рисунке 5 показаны простые опыты с логическим элементом 2И-НЕ. Для проверки работоспособности элемента необходимо применить входные сигналы А и Б, и проверить получаемый выходной сигнал С. Если выходной сигнал соответствует таблице истинности, то логический элемент работает правильно.

На рисунке 5 представлены простые опыты, которые можно провернуть с логическим элементом 2И-НЕ. Для начала проверки работоспособности данного элемента необходимо применить входные сигналы А и Б и проверить полученный выходной сигнал С, соответствующий таблице истинности. Если все верно, то можно сделать вывод, что логический элемент в надлежащем порядке.

Его входные выводы 1 и 2 предназначены для подачи сигнала логического нуля, а выход 3 – для получения сигнала. Чтобы подать сигнал логического нуля на вход, достаточно подсоединить данный вход к минусовому (общему) проводу источника питания.

Для подачи логической единицы на вход необходимо подключить его к шине +5В, но не напрямую, а через резистор с ограничительным сопротивлением в диапазоне от 1 до 1,5 килоОма.

Соединим вход 2 с общим проводом, подав на него логический нуль, а на вход 1 – логическую единицу, как указано через ограничительный резистор R1. Это соединение показано на рисунке 5а. При таком подключении измерив напряжение на выходе элемента, вольтметр укажет значение от 3,5 до 4,5 Вольт, что подтвердит логическую единицу.

Отмерьте напряжение на выходе 1, чтобы получить логическую единицу.

Это соответствует тому, что было показано во второй части статьи на примере релейно-контактной схемы 2И-НЕ. Данная схема имеет два положительных входа, и это полностью соответствует тому, что мы видели.

По результатам измерений, мы можем утверждать, что при высоком уровне на одном входе элемента 2И-НЕ и низком – на другом, на выходе будет присутствовать высокий уровень.

Продолжаем с опытом: применим единицу к обоим входам одновременно, как показано на рисунке 5б, но один из них, например номер 2, подсоединим к общему проводу с помощью провода-перемычки.

Для работы с электрическими компонентами лучше всего использовать швейную иглу, припаянную к гибкому проводнику. Это делает процесс присоединения к проводникам быстрым и гораздо проще, чем с помощью инструментов. Швейная игла позволяет предотвратить повреждение провода и обеспечивает безопасное и надежное подключение.

При измерении напряжения на выходе элемента получим логическую единицу, как и ожидалось.

Продолжаем измерения без прерывания – перемычка из проводника удалена. Вольтметр показывает высокое напряжение на выходе элемента.

Контактная схема 2И-НЕ полностью соответствует логике работы элемента. Для подтверждения этого факта необходимо обратиться к контактной схеме, представленной во второй части статьи, а также к таблице истинности, расположенной в той же части статьи.

При замыкании периодически перемычкой на общий провод любого из входов, с помощью вольтметра на выходе можно будет наблюдать импульсы напряжения – стрелка покажет колебания в такт касанию перемычкой входа микросхемы.

Основываясь на результатах проведенных испытаний, мы можем заключить, что сигнал низкого уровня появится на выходе только в случае, когда для обоих входов присутствует высокий уровень, т.е. условие 2И. Если на выходе получится логическая единица, то это значит, что у микросхемы используется логика работы 2И-НЕ, так как при отсутствии логических входов на выходе наблюдается логическая единица.

Напряжение логического нуля – это что вы можете ожидать там, где работает электрик. Это напряжение, которое используется для хранения или передачи информации, которая может быть определена как «нуль» или «единица». Зачастую используется для поддержания логического состояния для целей вычислений.

Неподключенные входы логических элементов равнозначны ситуации, когда на них подается логическая единица.

Не стоит забывать про это особенность, хотя неиспользуемые входы обычно рекомендуется куда-то подключить.

На рисунке 5в представлено, как логический элемент 2И-НЕ можно превратить в инвертор. Для этого необходимо установить соединение между всеми его входами. Независимо от того, сколько входов у данного логического элемента, такое соединение приемлемо.

Для проверки того, что сигнал на выходе противоположен сигналу на входе, необходимо подсоединить входы проводной перемычкой к общему проводу, то есть применить логический нуль для входа.

При подключении вольтметра к выходу электрического элемента, будет отображена логическая единица.

Если же разомкнуть перемычку, на выходе будет низкое напряжение, противоположное тому, что было на входе.

По своим свойствам работа инвертора аналогична работе контактной схемы НЕ, о которой говорилось во второй части статьи. Оценить преимущества микросхемы 2И-НЕ можно по примеру. Чтобы понять, как она работает, нужно посмотреть на ее электрическую схему.

Однако, для того чтобы понять принцип функционирования логического элемента, а также для разработки схем из элементов высокой интеграции (VLSI), необходимо рассмотреть внутреннее устройство элемента 2И-НЕ.

Внутреннее устройство элемента 2И-НЕ

Для того, чтобы проанализировать логический элемент на уровне его внутреннего устройства, мы рассмотрим пример логического элемента 2И-НЕ. Внутреннее устройство такого элемента представляет собой два полупроводниковых транзистора, соединенных по принципу «но». Входные сигналы поступают на первый транзистор, а выходной сигнал идет на второй транзистор. При положительных входных сигналах на выходе получается отрицательный сигнал.

Внутреннее устройство элемента 2И-НЕ представляет собой два полупроводниковых транзистора, подключенных друг к другу по принципу «но». При подаче на элемент положительных входных сигналов, на выходе появляется отрицат

Приступая к изучению внутреннего устройства нашего логического элемента, представленного на рисунке 6, электрикам следует заметить, что он состоит из двух основных составляющих: обработки данных и преобразования входных сигналов. Обработка данных включает в себя преобразователь, обеспечивающий обработку и анализ поступающих входных сигналов, и регистр, хранящий актуальную информацию, поступающую от преобразователя. Преобразование входных сигналов включает в себя логические приемники, которые обеспечивают преобразование поступающих данных в соответствующие выходные сигналы.

Теперь, приступая к изучению внутреннего устройства нашего логического элемента, представленного на рисунке 6, электрики следует отметить, что он состоит из двух основных составляющих: обработки данных и преобразования входных сигналов. В части обработки данных имеется преобразователь, который позв Элемент 2И-НЕ изображен на рисунке 6. Этот логический элемент включает в себя четыре транзистора структуры n-p-n, три диода и пять резисторов. Он принимает два входных сигнала и порождает один выходной сигнал.

Рисунок 6. На рисунке 6 представлена электрическая схема логического элемента 2И-НЕ. Она состоит из четырех транзисторов структуры n-p-n, трех диодов и пяти резисторов. Элемент 2И-НЕ принимает два входных сигнала и формирует один выходной сигнал.

Транзисторы обеспечивают прямую связь между двумя точками, позволяя работать с постоянными напряжениями. Они не требуют разделительных конденсаторов для своей работы, и поэтому являются надежным и недорогим решением для создания электрических соединений.

Транзисторы дают возможность установить прямую связь между двумя точками без использования разделительных конденсаторов. Таким образом, они могут быть использованы для работы с постоянными напряжениями, и предоставляют эффективное, безопасное и недорогое решение для электрических соединений.

Резистор Rн представляет собой выходную нагрузку микросхемы.

В качестве входа или нескольких входов используются цифровые микросхемы. В результате это приводит к выходу логической операции 2И, а также к усилению и инвертированию сигнала.

Электрики, как правило, используют первый транзистор многоэмиттерный для выполнения входной логической операции 2И. Затем в цепи добавляются другие транзисторы, которые обеспечивают усиление и инвертирование сигнала. Для этого применяются цифровые микросхемы, работающие в качестве входа или нескольких входов. В результате получается логическая операция 2И, а также усиление и инвертирование сигнала.

Микросхемы, проектируемые с использованием транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), представляют собой схемы, в которых для реализации логических операций используются транзисторы. Они позволяют проектировать сложные интегральные схемы с помощью небольшого количества компонентов.

Эта аббревиатура отражает то, что входные логические операции и последующее усиление и инвертирование осуществляются с помощью транзисторных элементов, которые используются в схеме.

Помимо ТТЛ, существует еще и ДТЛ, где логические каскады входных сигналов реализуются за счет диодов, установленных внутри микросхемы.1 показывает логическую микросхему.

Рисунок 7.1 представляет собой изображение логической микросхемы.

Здесь продемонстрирована логическая микросхема, которая используется для различных приложений в электротехнике.

Задача состоит в том, чтобы соединить их правильно.

Для правильного соединения диодов VD1 и VD2 между эмиттерами входного транзистора и общим проводом логического элемента 2И-НЕ необходимо правильно подобрать расположение проводов.

Защитные диоды используются для защиты входа от отрицательного потенциала, который может возникнуть вследствие самоиндукции элементов монтажа, когда схема работает на высоких частотах, или просто по ошибке извне.

VT1 – входной транзистор, подключенный по схеме с общей базой – обеспечивает работу другого транзистора VT2, который имеет две нагрузки: в эмиттере – резистор R3, а в коллекторе – R2. Таким образом, получается фазоинвертор для выходного каскада на транзисторах VT3 и VT4, которые должны работать противоположно друг другу: при закрытом VT3 должен быть открыт VT4 и наоборот.

В этом случае выход из элемента будет высоким уровнем.

При наличии низкого уровня на оба входа 2И-НЕ, выход из элемента будет соответствовать высокому уровню.

Для этого достаточно просто соединить все входы с одним общим проводом.

Если мы произведем проверку в режиме электрика, то транзистор VT1 будет включен, что, в свою очередь, приведет к закрытию транзисторов VT2 и VT4.

При подаче напряжения на VT3 транзистор останется открытым и через него и диод VD3 ток протечет в нагрузку и приведет к выходу элемента в высокий уровень (логическая единица).

При подаче логической единицы на оба входа транзистор VT1 закроется, что повлечет за собой открытие транзисторов VT2 и VT4.

Открывая транзистор VT3, мы заставим его закрыться, а поток через нагрузку перестанет течь.

При выходе элемента настраивается значение нуля или низкое напряжение.

Напряжение низкого уровня превысило допустимое значение из-за понижения напряжения при переходе коллектор – эмиттер открытого транзистора VT4. Согласно техническим условиям, максимальное допустимое значение напряжения не должно превышать 0,4 В.

На выходе элемента напряжение высокого уровня будет меньше напряжения питания на величину падения напряжения на открытом транзисторе VT3 и диоде VD3, когда транзистор VT4 находится в закрытом состоянии.

В том случае, когда транзистор VT4 закрыт, напряжение высокого уровня на выходе элемента будет меньше напряжения питания на величину падения напряжения на открытом транзисторе VT3 и диоде VD3.

Нагрузка прямо влияет на выходное напряжение электрического элемента, однако значение не должно быть меньше 2,4 В.

При подаче на входы элемента медленно изменяющегося напряжения, варьирующегося от 0…5в, можно наблюдать скачкообразное изменение уровня на выходе элемента – из высокого в низкий.

Когда напряжение на входах достигает уровня примерно 1,2В, электрик производит переход.

Напряжение, необходимое для работы 155-й серии микросхем, называется пороговым.

Он позволяет получать более высокие напряжения и может использоваться для как для различных приложений.

Мы закончили познакомиться с 2И-НЕ элементом. Он делает возможным использовать более высокие напряжения и применяться для различных задач.

В данной статье рассмотрим электрические устройства, а именно различные генераторы и формирователи импульсов. Основные принципы и правила их функционирования мы рассмотрим и познакомимся с различными простейшими устройствами.