Работа с микросхемами серии К155

Обсуждаем цифровые устройства...
Ответить
Родился
Сообщения: 10
Зарегистрирован: Вт мар 24, 2015 16:37:21
Откуда: Kharkov

Сообщение UserCat »

Всем доброго времени суток!

Работал я с микроконтроллерами фирмы Microchip: если выставил на ножке лог.1, то получаю на най действительно "+", устанавливаю лог.0 - получаю "-", т.е. все логично и просто без извращений, так сказать.

Я не специалист по дискретной логике, но вот потребовалось мне собрать схему на логических элементах. Можно бы и на контроллере, но по деньгам получается не выгодно, да и схема простая. Но речь не о ней, а о том с какими непонятками я слокнулся при этом.

Возьмем для примера К155ЛА3. 4 элемента 2И-НЕ. Расскажу про свои эксперименты с ней, результаты которых ...... даже нет слов ... это бред какой-то..
Короче, после всех моих экспериментов я выяснил, что на выходах как логическая 1 присутствует "-5в", соответственно, на входах как лог.1 ожидается также "-", при этом, если подать на ноги 1 и 2 "-5в", то на выходе получаем где-то "+4в", если замерять относительно общего провода (нога 7), и "0в", если замерят относительно плюса питания (нога 14). Т.е. получается, что у нас какая-то отрицательная логика (лог 1 - это отрицательный потенциал. Как согласовывать с контроллером - не понятно).

Ладно, можно было бы с этим согласиться, если бы не одно НО: при таком раскладе элемент 2И-НЕ работает как 2ИЛИ-НЕ (т.е. ЛА3-ей до лампочки,что я подаю ей "-5в"на ногу 1 или на ногу 2 или на обе сразу - все равно выставляет 0 на ноге 3), а 2ИЛИ-НЕ (К155ЛЕ5) ведет себя как 2И-НЕ. К155ЛИ1 (4 элемента 2И) ведет себя как 4 элемента 2ИЛИ.

Была у меня другая мысль, что входы ЛА3 (ноги 1 и 2, например) нужно подтянуть резисторами к "-" - и тогда на ноге 3 получим положительный потенциал (лог.1), который будет пропадать при подаче положительных потенциалов одновременно на ноги 1 и 2... Но и тут фигушки: подтянув ногу 1 и 2 к минусу через резисторы 4,7к, я получил +0,75в на ноге 3. Тут у меня уже руки опустились дальше эксперементировать(((

Понимаю, что где-то неправильно что-то делаю, т.к. опыт работы программистом (электроника - это так, хобби) давно дал понять, что чудес не бывает, особенно таких))

Если кто может растолковать мне как эта логика должна работать или как с ней работать, прошу помощи!
Реклама
Друг Кота
Сообщения: 7774
Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Сообщение Enman »

Во-первых, не надо писать про -5 В при ОДНОполярном питании, есть или ноль или +5 (ведь меряем относительно общего провода, к которому минус источника уже подключен)...
Да, элемент 2И-НЕ для ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ логики становится элементом 2ИЛИ-НЕ для отрицательной логики, т.е., если событием(активным сигналом) считается Ноль (НУ-низкий уровень), а не Единица (ВУ-высокий уровень).
Про входные-выходные токи-напряжения для стандартной ТТЛ серии надо почитать, а не тупо проводить эксперименты.
Подавать ноль на ТТЛ-вход через резистор считается дурным тоном, т.к. из-за входного тока элемента происходит уменьшение запаса помехоустойчивости (разницы между уровнями срабатывания 0 и 1), так делается только в любительских игрушках, ноль подают или от другого выхода или с коллектора транзистора, чтобы получить не более 0,4 В.
При входном токе 1,6 мА получается допустимое сопротивление 250 Ом, а бывают входы эквивалентные аж 3м стандартным входам, тогда 80 Ом предел...Потом на такой резистор не сможет работать другой ТТЛ-выход.
Последний раз редактировалось Enman Вт мар 24, 2015 19:03:31, всего редактировалось 1 раз.
Реклама
Родился
Сообщения: 10
Зарегистрирован: Вт мар 24, 2015 16:37:21
Откуда: Kharkov

Сообщение UserCat »

Про "-5в" согласен, но суть вы поняли.
Вопрос: как заставить ТТЛ-логику быть положительной? Неужели она была создана, чтобы ломать мозг разработчикам схем? Пока я думаю, что это я что-то неправильно делаю...
Друг Кота
Сообщения: 7774
Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Сообщение Enman »

Названия ТТЛ элементов уже назначены именно для положительной логики, т.е. для лог. единиц (ВУ)...
Просто в логических цепочках надо следить за активным уровнем сигнала (за его инверсиями).
Последний раз редактировалось Enman Вт мар 24, 2015 19:13:30, всего редактировалось 1 раз.
Реклама
Эиком - электронные компоненты и радиодетали
Родился
Сообщения: 10
Зарегистрирован: Вт мар 24, 2015 16:37:21
Откуда: Kharkov

Сообщение UserCat »

Хорошо, сформулирую вопрос по-другому: почему я не получаю лог.1 на 3 ноге К155ЛА3, если подключено к ней только питание и вольтметр между 7 ногой и 3-й ?
Реклама
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 44259
Зарегистрирован: Пн ноя 30, 2009 03:00:01
Откуда: Нерезиновая

Сообщение АлександрЛ »

UserCat писал(а):Если кто может растолковать мне как эта логика должна работать или как с ней работать, прошу помощи!
Если вам будет не лень читать, то, для начала- скачайте книжку "Шило В. Л. Популярные цифровые микросхемы" - это сборник № 1145 из серии "Массовая РадиоБиблиотека" http://publ.lib.ru/ARCHIVES/SH/SHILO_Va ... _V.L..html
или: http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Mas ... .html#1145
там, в общем- то описано, как работают логические элементы.

И ещё-
- нельзя оставлять вход "в воздухе" - он расценивается как логическая "1"
- логическая "1" - это потенциал на входе или выходе БОЛЬШЕ 2,4 вольта (но не больше напряжения питания, обычно, не больше 4-х вольт для 155 серии (ну,и, видимо "ближе" к 5 вольтам у 74HC*** - это серия с низким потреблением- она уже на МОП- транзисторах.
- логический "0" - это потенциал на входе или выходе НИЖЕ 0,4 вольта - и до нуля (земли)

На вход (чтобы подать логическую "1") НЕЛЬЗЯ подавать питание - только через резистор, если нужно подать "0" - то можно подавать "землю"

В справочнике посмОтрите- там есть "таблицы истинности" - для разных логических элементов.- что будет на выходе, в зависимости от того, что подано на вход.

"подтягивать" ВЫХОД микросхемы к питанию НЕЛЬЗЯ, основное количество логических элементов имеет "двухтактный" выходной каскад, иногда встречается выход "с открытым коллектором" - обычно его используют для управления индикаторами или реле.
Последний раз редактировалось АлександрЛ Ср мар 25, 2015 01:20:05, всего редактировалось 2 раза.
Реклама
Друг Кота
Сообщения: 7774
Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Сообщение Enman »

Свободный вход - это эквивалент входной 1...2И-НЕ, поэтому на 3м - ноль. Если хотя бы одну ногу 1 или 2 посадить на ноль, то на 3м будет ВУ около 3,5 В.
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 35639
Зарегистрирован: Вс янв 25, 2009 21:16:04
Откуда: Москва

Сообщение Brigadir »

Я вот тоже прочитал первый пост от Харьковчанина, так и не понял...откуда он минус взял? измерял между + питания и входами, выходами? Так это ж полная неграмотность. Все измерения проводят относительно массы. (или земли).
А поболтать?
Родился
Сообщения: 10
Зарегистрирован: Вт мар 24, 2015 16:37:21
Откуда: Kharkov

Сообщение UserCat »

Грамотность или неграмотность ... после того как полдня протопчешься на одном месте - все средства хороши, поэтому просто пытался хоть в какую-нибудь сторону сдвинуться. Я и не говорил, что большой специалист в этой дискретной логике. Изначально не знал, что свободными входы оставлять нельзя, но потом уже стал догадываться и повесил их на землю через 4,7К, о чем писал изначально. Но этого оказалось много. А вот 1,5К - в самый раз. Все заработало как часы.

Все равно всем спасибо за ответы.
Родился
Сообщения: 10
Зарегистрирован: Вт мар 24, 2015 16:37:21
Откуда: Kharkov

Сообщение UserCat »

Enman писал(а):Подавать ноль на ТТЛ-вход через резистор считается дурным тоном, т.к. из-за входного тока элемента происходит уменьшение запаса помехоустойчивости (разницы между уровнями срабатывания 0 и 1), так делается только в любительских игрушках, ноль подают или от другого выхода или с коллектора транзистора, чтобы получить не более 0,4 В.
При входном токе 1,6 мА получается допустимое сопротивление 250 Ом, а бывают входы эквивалентные аж 3м стандартным входам, тогда 80 Ом предел...Потом на такой резистор не сможет работать другой ТТЛ-выход.
Спасибо, учту это.

Если не сложно расскажите, что такое вход, эквивалентный трем стандартным входам?
Друг Кота
Сообщения: 7774
Зарегистрирован: Сб янв 29, 2011 00:28:48

Сообщение Enman »

например, 155ТМ2...вход D - это стандартный ТТЛ вход, C и S - по входу эквивалентны двум стандартным по входному току, а R - трём...(Если посмотрель внутреннюю логическую структуру).
Т.о. выход стандартного ТТЛ можно нагружать не на 10 триггеров для сброса по R-входу, а всего на 3.
Есть элементы и с повышенной нагрузочной способностью по выходному току....
SII
Вымогатель припоя
Сообщения: 635
Зарегистрирован: Пт янв 30, 2009 14:50:35
Откуда: Солнечногорск

Сообщение SII »

UserCat писал(а):Грамотность или неграмотность ... после того как полдня протопчешься на одном месте - все средства хороши, поэтому просто пытался хоть в какую-нибудь сторону сдвинуться. Я и не говорил, что большой специалист в этой дискретной логике. Изначально не знал, что свободными входы оставлять нельзя, но потом уже стал догадываться и повесил их на землю через 4,7К, о чем писал изначально. Но этого оказалось много. А вот 1,5К - в самый раз. Все заработало как часы.

Все равно всем спасибо за ответы.
ТТЛ-входы надо сажать на землю только прямо, без всяких резисторов, в противном случае нет никакой гарантии того, что такое "сажание" будет расценено как лог. 0. Если угодно, ТТЛ-входы управляются током, а не напряжением: чтоб вход рассматривался как 0, через него на землю должен стекать достаточно большой ток. Ну а резистор, как известно, этот ток ограничивает. В общем, если хотите понимать, что и почему, внимательно изучайте принципиальные схемы логических элементов.
SII
Вымогатель припоя
Сообщения: 635
Зарегистрирован: Пт янв 30, 2009 14:50:35
Откуда: Солнечногорск

Сообщение SII »

UserCat писал(а):Если не сложно расскажите, что такое вход, эквивалентный трем стандартным входам?
Для любой серии цифровых микросхем для удобства вводят понятие "стандартного входа" и "стандартного выхода" в плане электрических характеристик. Например, для классических ТТЛ (буржуйская SN74xx и содранная с неё наша К155) имеют максимально допустимый ток стандартного выхода 400 мкА для лог. 1 и 16 мА для лог. 0; стандартный же вход может требовать до 40 мкА тока при лог. 1 и 1,6 мА при лог. 0. Легко заметить, что один стандартный вход и для лог. 0, и для лог. 1 требует в 10 раз меньше тока, чем даёт стандартный выход; об этом говорят, что стандартный выход ТТЛ-микросхемы позволяет подключить к нему до 10 стандартных входов.

Но некоторые входы потребляют ток больше. Так, SN7474 (и наша К155ТМ2) по входу сброса потребляет при лог. 0 до 3,2 мА (вместо обычных 1,6), а по лог. 1 -- до 120 мкА (вместо обычных 40). Поэтому и получается, что, если управлять входом сброса сигналом от стандартного выхода, то на этот самый выход можно повесить не до 10 входов, а лишь до 3, иначе возможно превышение по току лог. 1 (на практике такое весьма и весьма маловероятно, но, если речь идёт об обеспечении надёжности, выходить за допустимые пределы нельзя даже теоретически). Поскольку вход сброса К155ТМ2 потребляет тока в 3 раза больше, чем стандартный вход 155-й серии, о нём и говорят, что этот вход эквивалентен трём стандартным входам.

Если надо подать некий сигнал на большое число входов, когда прямо это сделать нельзя из-за ограничений по току, то имеется, по сути, три варианта. Первый -- использовать в качестве управляющей микросхемы (которая выдаёт сигнал, который потом пойдёт на множество входов) схему с более мощным выходом. Это может быть как специальный буферный усилитель, так и микросхема другой серии, совместимая по логическим уровням, но обеспечивающая большие токи. Например, SN74S74 (К531ТМ2) обеспечивает выходной ток лог. 1 до 1 мА, а лог. 0 -- до 20 мА вместо 0,4 и 16 для К155ТМ2, поэтому к её выходу можно подключить больше входов К155, чем к самой К155. Второй -- в качестве потребителей ставить микросхемы с меньшими токами (например, К555ТМ2 имеет входной ток лог. 0 для входа сброса 0,8 мА, а лог. 1 -- 40 мкА против 3,2 мА и 120 мкА для К155). Ну а третий -- на каждую группу микросхем-потребителей ставить свой буфер ("настоящий" управляющий сигнал идёт с выхода управляющей микросхемы на входы нескольких буферов, а уже с их выходов подаётся на управляемые микросхемы). Понятно, что все три подхода можно комбинировать. Недостатком же любых подобных мер, как правило, является рост времени задержки: любые буферы переключаются не мгновенно, а низкопотребляющие серии работают медленнее высокопотребляющих.
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 16954
Зарегистрирован: Пт мар 30, 2012 05:17:29
Откуда: Екатеринбург

Сообщение mickbell »

SII писал(а):ТТЛ-входы надо сажать на землю только прямо, без всяких резисторов, в противном случае нет никакой гарантии того, что такое "сажание" будет расценено как лог. 0.
Немного можно. Для нормального входа 155-й серии предельное сопротивление 240 Ом. В этом случае при входном токе 1.6 мА падение на таком резисторе не превысит 400 мВ, что является пороговым значением нулевого уровня.
И хрюкотали зелюки,
Как мюмзики в мове.

На каждый РКН
Найдётся VPN.
Друг Кота
Аватара пользователя
Сообщения: 44259
Зарегистрирован: Пн ноя 30, 2009 03:00:01
Откуда: Нерезиновая

Сообщение АлександрЛ »

SII писал(а):- на каждую группу микросхем-потребителей ставить свой буфер ("настоящий" управляющий сигнал идёт с выхода управляющей микросхемы на входы нескольких буферов, а уже с их выходов подаётся на управляемые микросхемы). Понятно, что все три подхода можно комбинировать. Недостатком же любых подобных мер, как правило, является рост времени задержки: любые буферы переключаются не мгновенно, а низкопотребляющие серии работают медленнее высокопотребляющих.
Ну, это ПРАВДА только для СТАРЫХ серий. Если для 155 серии "предельной" считалась частота (точно не помню, примерно) 10 мГц, а для "импортного аналога" 74хх - 25 мГц, то современные аналоги 74HST работают чуть ли не до 250 мГц...
mzw
Потрогал лапой паяльник
Сообщения: 359
Зарегистрирован: Сб сен 24, 2011 15:55:02
Откуда: Москва

Сообщение mzw »

Про 74HST не знаю, а 74LVC74 работает до 250 МГц и 74ALVC74 - до 425 МГц.
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 958
Зарегистрирован: Вс июл 13, 2014 09:42:26

Сообщение IRMADE »

Некоторая 155-я логика способна работать на достаточно высоких частотах и схема при этом будет очень простая. Приведённая в файле схема может быть выполнена на 1531 серии или 1554. Схема замечательна своей простотой.
Наличие блокировочного конденсатора на выводах питания обязательно!
Вложения
Генератор на ЛН1.pdf
(14.29 КБ) 594 скачивания
Друг Кота
Сообщения: 5232
Зарегистрирован: Пт авг 25, 2006 09:26:19
Откуда: Москва

Сообщение Rokl »

IRMADE писал(а):Некоторая 155-я логика способна работать на достаточно высоких частотах и схема при этом будет очень простая. Приведённая в файле схема может быть выполнена на 1531 серии или 1554...
1531 серия, это ТТЛШ, а 1554 это КМОП...надеюсь разница не повлияет на работу в схеме, хотя сомнения есть.
Держит паяльник хвостом
Сообщения: 958
Зарегистрирован: Вс июл 13, 2014 09:42:26

Сообщение IRMADE »

Не повлияет. 1554 потребляет как КМОП только в статическом режиме, а в динамическом - прилично. Делал на 1554, ТЛ или ЛН, не помню за давностью, частота была очень высокой, микросхема грелась.
Вымогатель припоя
Аватара пользователя
Сообщения: 560
Зарегистрирован: Вт сен 23, 2014 15:17:35
Откуда: С-Пб,ЮЗ

Сообщение camuflage-spb »

Кстати, токи выходные,которые обычно не указываются,составляют 8мА,если не указано иначе.
ТМ2 держат 12,ТМ5 - 10 мА.
Очень Вредный и Упёртый Жирный Дядя
Ответить

Вернуться в «Цифровая техника»