Логические элементы

Первый вид микросхем (EEPROM, ПЗУ)

Твердотельный накопитель данных, используется для постоянного хранения данных, с возможностью многократной перезаписи информации, многократного считывания и долговременного её хранения, как с питанием, так и без. В быту — ПЗУ используется во всевозможных накопителях, флеш-картах, в SSD жестких дисках, даже в наших любимых микроконтроллерах как область хранения «прошивки». Микроконтроллеры — это по сути ПЗУ и микропроцессор, исполняющий команды файла прошивки, всё это в одном корпусе, на одном кристалле. Если бы вместо ПЗУ использовали ОЗУ, вам бы после каждого выключения пришлось бы прошивать и загружать данные (а это одно и тоже), и если наоборот — ПЗУ вместо ОЗУ, пользования такой памятью будь её хоть 32 Гб хватило бы её вам минут на 5, не более, своего рода ОЗУ это буфер обмена, между устройством отдающим информацию и устройством принимающим её. 

Наконечник для крепления катушки

Крепление катушки металлоискателя к штанге сделал из того же стеклохолста. Сначала скатал колбаску, потом — палочку. Потом соединил их вместе. Теперь немного подробнее и с картинками.

Кругляш намотал на первое, что подвернулось под руку — на отвертку.

После застывания, обрезал его до нужной длины.

Для нас важно, чтобы торцы были параллельны друг другу и при этом перпендикулярны оси. Поэтому отторцевал с помощью нехитрой приспособы с наждачкой

Параллелепипед из стеклопластика делается еще проще — наматывается колбаска, сплющивается до нужной толщины и держится в таком виде до полного отвердения.

Затем обрезается до нужных размеров.

Затем в кругляше протачиваем прямоугольное отверстие, склеиваем полученные запчасти и получаем наикрутейшее крепление датчика металлоискателя к штанге.

Диаметр кругляша — 26 мм, длина — 33 мм. Размеры прямоугольной части — 10х20х50мм, она должна впритирку входить внутрь нижнего колена штанги. Потом мне показалось, что длина штырька слишком большая, и я укоротил его где-то на треть. Итоговая масса всего наконечника — около 23 грамм.

Кстати, как показала практика, получающиеся из стеклохолста стеклопластиковые трубы весьма уязвимы на концах: если прикладывать воздействие изнутри они с легкостью лопаются по углам. Поэтому я решил усилить самый кончик, наклеив на него заранее изготовленный ободок.

Вот как это выглядит в сборе:

Для создания высокотехнологичного (читай — крутецкого!) внешнего вида, части, примыкающие друг к другу, были запилены под скос.

В последствии точно такой же усиливающий поясок был изготовлен и для второй трубы:

Следующей задачей будет изготовление S-образной рукоятки с подлокотником, а также эксцентриковых зажимом для фиксации колен в заданном положении и крепления для блока с электроникой. Обо всем об этом читайте во второй части статьи.

Удачи!

Самодельные модули

Основным модулем является печатная плата, выполненная псевдопечатным монтажом на которой укреплена панель для микросхемы в корпусе DIP-16. 

Размер модуля составляет 70 х 50 х15 мм, сверху плата закрыта оргстеклом, в котором вырезано прямоугольное отверстие для замены микросхемы.

Все платы изготавливались под панель DIP-16, но видимо таких панелей не хватило, так что в часть модулей установили панели для микросхем в корпусе DIP-14. 

Это вполне оправдано, учитывая большое количество широко распространенных отечественных микросхем выполненных в таком корпусе.

На фотографиях хорошо видно, что каждый вывод панельки соединяется с парой контактов для подключения других радиоэлементов, гнезда рассчитаны на контакты диаметром 0,8 мм, так что установить прямо в них выводы широко распространенных радиоэлементов напрямую не получится. Кроме микросхем в гнезда панелек достаточно надежно можно устанавливать и другие радиоэлементы, например транзисторы КТ315 и КТ361.

Часть модулей аналогичного размера представляет собой средства индикации, в них установлены светодиоды АЛ307 или АЛ307 , последовательно с каждым светодиодом включен токограничительный резистор сопротивлением 220 Ом.

По аналогичной схеме построены модули, моделирующие работу семисегментных индикаторов. Размер таких модулей составляет 75 х 70 х 20 мм, каждый светодиод включен последовательно с тоограничительным резистором соспротивлением 390 Ом

Для соединения модулей друг с другом используются соединительные проводники разной длины, большая часть из которых имеет на концах штыревые соединители. Длина проводов 10-20 см.

Также в этом самодельном наборе имеются переменные резисторы, сопротивлением 6,8 кОм.

Для подключения лабораторных источников электропитания и электроизмерительных приборов служат соединительные провода, на одном конце которых имеется штыревой контакт диаметром 0,8 мм, а на другом конце штыревой контакт диаметром около 4 мм.

Некоторые соединительные провода могут служить в качестве удлинителей или для подключения радиоэлементов с выводами, диаметром около 0,8 мм. На одном конце таких проводников имеется штыревой соединитель, а на другом соответствующее гнездо.

В целом на текущий момент, автор сомневается в целесообразности воспроизведения подобных устройств, сейчас есть более простые способы макетирования схем. Из недостатков можно отметить, то, что часть панелек износилась от регулярной смены микросхем, так что в них наблюдается ненадежный контакт. Но в целом этот самодельный набор на протяжении примерно 20 лет надежно выдерживал студентов, большая часть из которых не имела об электронике ни малейшего представления. Специально для сайта Радиосхемы.ру — Denev.

   Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЕ МОДУЛИ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ МИКРОСХЕМ

Просто о цифровой электронике

На страницах раздела Цифровая электроника рассказывается о базовых принципах, на которых строится одна из самых развитых отраслей электроники.

Здесь Вы узнаете, что такое триггер, регистр, дешифратор, микроконтроллер…, а также познакомитесь с базовыми логическими элементами и не только. Для более наглядного изучения основ цифровой техники приводятся эксперименты с реальными цифровыми микросхемами, которые найдутся в запаснике любого начинающего радиолюбителя.

Цифровая электроника начинается с «0» и «1». Именно двоичная система исчисления и алгебра логики послужила тем фундаментом, на котором была выстроена цифровая подвижная радиосвязь, компьютеры и компьютерные сети, вычислительные системы и робототехника.

Для начала увлекательного пути в мире цифровой электроники, советуем познакомиться с базовыми логическими элементами…

Элементы цифровой электроники

С чего начинается цифровая электроника? С процессоров? С логических микросхем? С программируемой логики? Нет. Цифровая электроника начинается с двоичной системы исчисления. Это тот фундамент, на котором держится вся цифровая техника. Это статья является вводной частью в мир цифровой электроники.

Основу цифровой электроники составляют базовые логические элементы И, ИЛИ, НЕ. Как обозначаются на схеме логические элементы? Как они работают? Об этом вы узнаете из статьи «Базовые логические элементы».

Интегральные микросхемы. Начало пути.

Как и в освоении космоса, так и в радиоэлектронике между СССР и странами капиталистического мира шла постоянная гонка. Кто быстрее возьмёт новый рубеж? Как в космосе, так и в электронике мы взяли прекрасный старт, но потом резко затормозили и стали аутсайдерами. Микросхемы ТТЛ это более или менее удачный ответ Западу.

На вакуумных электронных лампах мы уверенно держали марку, на транзисторах споткнулись, а на интегральных схемах полностью потеряли темп. И когда на Западе уже занимались новыми разработками БИС и СБИС, у нас ещё широко применялись микросхемы малой степени интеграции.

Основные сведения о микросхемах серии К155, которые выполнены на базе технологии транзисторно-транзисторной логики, сокращённо называемой ТТЛ или на английский манер TTL.

Микросхемы КМОП выполнены на основе МОП-транзистора. Это придаёт микросхемам КМОП ряд отличительных свойств. Об этом и пойдёт речь в этой статье.

Одним из самых важных элементов в цифровой электронике является триггер. В этой статье вы познакомитесь с самым простым RS-триггером. Поняв устройство и принцип работы простейшего RS-триггера, в дальнейшем не составит особого труда изучить и более сложные триггеры.

Практическая статья о том, как можно собрать простейший RS-триггер на базе микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Одна из схем триггера выполнена на базе логических элементов 2И-НЕ микросхемы К155ЛА3, а вторая на базе микросхемы с двумя D-триггерами КМ555ТМ2.

Что такое JK-триггер? В чём особенность данного типа триггеров? Об этом вы узнаете из этой статьи.

Здесь вы узнаете о ещё одной разновидности триггера. Речь пойдёт о D-триггере. Обозначение и принцип работы D-триггера.

Что такое регистр? Возможно, вы уже слышали этот термин цифровой электроники, но мало себе представляли, какую функцию выполняет регистр в цифровых схемах. Более подробно о назначении, устройстве и применении регистров вы узнаете из предложенной статьи.

Шифраторы и дешифраторы активно применяются в цифровой электронике. Для чего они нужны и как работают? Об этом вы узнаете из предложенной статьи. Показан пример работы дешифратора и светодиодного семисегментного индикатора – «восьмёрки».

Самоделки на логических микросхемах

В статье представлена схема бегущих огней на светодиодах, которая реализована на микросхемах ТТЛ (155 серия). Подробно объясняется работа устройства и назначение микросхем.

Нравится

Крохотные генераторы подкачки заряда в процессоре 8086, создающие отрицательное напряжение

Перевод

Увеличенное фото чипа 8086; видно кремниевый кристалл и проволочную разварку
Революционный микропроцессор Intel 8086, представленный в 1978 году, породил целую группу процессоров х86, которые и по сей день используются в настольных и серверных компьютерах. Чип построен на цифровых цепях, однако в нём присутствуют и аналоговые контуры: генераторы подкачки заряда, превращающие питание процессора 5 В в отрицательное напряжение для увеличения быстродействия. Я занимаюсь реверс-инжинирингом 8086 на основе фоток кристалла, и в данной записи описываю конструкцию этих генераторов подкачки заряда и принцип их работы.
Строго говоря, конечно, весь чип создан из аналоговых компонентов. Как гласит старая поговорка, «цифровые компьютеры делаются из аналоговых комплектующих». Её автор – инженер DEC Дон Вонада, и его афоризмы были опубликованы в журнале Computer Engineering в 1978 году.

Собираем игру «Змейка» на макетной плате. Часть 1: конечные автоматы

На досуге мы с сыном изучаем цифровую электронику. Недавно мы дошли до главы про конечные автоматы. На эту тему полно типичных задач, вроде семафора или торгового автомата. Но они все унылые и слишком простые, а некоторые вообще, честно скажем, притянуты за уши. После изучения простых примеров захотелось сделать что-то более интересное и сложное. На глаза попала классическая игра «змейка» (сын играл в неё на телефоне), и я предложил сделать её на конечных автоматах. Ведь состояние игры вполне конечное (особенно, если ограничиться небольшим полем), а из входов только 4 кнопки. И вот что у нас получилось.

Сборка устройства

После распаковки посылки меня сразу насторожило то, что отсутствует стабилитрон и некоторые резисторы — такое впечатление что этот комплект собирали кое как. Ничего, пусть будет, я думал что на этом все сюрпризы закончились, но как я ошибался: во время пайки дорожи улетали, паяльная маска была везде, должен был проходить наждачной бумагой зачищая контакты после чего их заново залуживал, пайка продолжалась несмотря ни на что, припаял основные резисторы это 1К и 10К, ну а дальше пошел на поиски недостающих резисторов. Нашел и запаял, после чего взялся за транзисторы — здесь было все нормально.

Что было интересно — это инструкция или схема по которой нужно собирать радио конструктор, первое что бросается в глаза это то, какой здесь разброс номиналов резисторов. Сама печатная плата разведена неграмотно, переменные резисторы на плате прикасаются друг к другу, при выключении схемы из сети идет скачок до 30 вольт и медленно падает. Чтоб это исправить припаял конденсатор к 8 и 11 ноге микросхемы — этот глюк проявляется при малых загрузках.

Вообще схема по параметрам реально неплохая, поэтому развел свою печатною плату. Может кто-то захочет повторить конструкцию. Печатная плата и список деталей в архиве

Благодарю за внимание, с вами был Kalyan-super-bos

   Обсудить статью СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Принцип работы

Упрощённая схема элемента 2И-НЕ.

Принцип работы ТТЛ с простым инвертором:

Биполярные транзисторы могут работать в режимах: отсечки, насыщения, нормально активный, инверсно активный. В инверсно активном режиме эмиттерный переход закрыт, а коллекторный переход открыт. В инверсном активном режиме коэффициент усиления транзистора по току значительно меньше, чем в нормальном режиме, из-за несимметричности конструктивного исполнения переходов база-коллектор и база-эмиттер, в частности, из-за разницы в их площадях и степени легирования коллекторного и эмиттерного слоёв полупроводника. (Подробнее о режимах работы биполярного транзистора см. Биполярный транзистор).

Если отключить все эмиттеры, или подать на них напряжения логической 1 (более 2,4 В), то через прямосмещённый коллекторный переход VT1 в базу VT2 будет втекать ток резистора R1, I = (V_cc — 1,4)/R1, 1,4 В — сумма падений напряжений на прямосмещённом эмиттерном переходе VT2 и прямосмещённом коллекторном переходе VT1, при этом VT2 переходит в состояние насыщения, его коллекторный потенциал становится близок к нулю (логический 0).

Таким образом, на выходе будет логический 0 только если все входы имеют состояние логической 1, это соответствует логической функции И-НЕ.

ТТЛ имеет повышенное, по сравнению с ДТЛ-логикой быстродействие, даже если используемые транзисторы имеют равное быстродействие. Это обусловлено тем, что при переходе выхода из состояния логического нуля в логическую 1 транзистор выходит из насыщения, неосновные носители, накопленные в базе VT2 не только самопроизвольно рассасываются, но и стекают в коллектор насыщенного VT1 (как было ранее сказано, его потенциал близок к нулю). Типовая задержка на элемент ранних серий ТТЛ-микросхем около 22 нс.

Некоторые микросхемы в каждой серии ТТЛ изготавливаются без резистора R2, на выход выведен коллектор VT2, так называемые элементы с «». Группу таких выходов можно электрически соединить, снабдив единственным внешним резистором, другим концом присоединённом к V_cc, при этом реализуется логическая функция «И» — такое соединение иногда называют «проводным И». На электрических принципиальных схемах в условном обозначении элементов с открытым коллектором используется дополнительный символ.

Логический элемент 3И-НЕ в серии микросхем 74LS(К555)

ТТЛ-логика (как и ТТЛШ) является прямым наследником ДТЛ и использует тот же принцип действия. Входной ТТЛ-транзистор (в отличие от обычного) имеет несколько, обычно от 2 до 8, эмиттеров. Эти эмиттеры выполняют роль входных диодов (если сравнивать с ДТЛ). Многоэмиттерный транзистор по сравнению с применявшейся в схемах ДТЛ сборкой из отдельных диодов занимает меньше места на кристалле и обеспечивает более высокое быстродействие. Следует отметить, что в микросхемах ТТЛШ, начиная с серии 74LS, вместо многэмиттерного транзистора используется сборка диодов Шоттки (серия 74LS) или PNP транзисторы в сочетании с диодами Шоттки (серии 74AS, 74ALS), так что фактически произошёл возврат к ДТЛ. Название ТТЛ заслуженно носят лишь серии 74, 74H, 74L, 74S, содержащие многоэмиттерный транзистор. Все более поздние серии многоэмиттерного транзистора не содержат, фактически являются ДТЛ и носят название ТТЛШ (ТТЛ Шоттки) лишь «по традиции», будучи развитием именно ДТЛ.

Транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки (ТТЛШ)

В ТТЛШ используются диоды Шоттки, в которых барьер Шоттки не позволяет транзистору войти в режим насыщения, в результате чего диффузионная ёмкость мала, и задержки переключения малы, а быстродействие высокое. Такая комбинация (биполярный транзистор-диод Шоттки в цепи база-коллектор) считается отдельным компонентом — транзистором Шоттки — и имеет собственное обозначение на электрических принципиальных схемах.

ТТЛШ-логика отличается от ТТЛ наличием диодов Шоттки в цепях база — коллектор, что исключает насыщение транзистора, а также наличием демпфирующих диодов Шоттки на входах (редко на выходах) для подавления импульсных помех, образующихся из-за отражений в длинных линиях связи (длинной считается линия, время распространения сигнала в которой больше длительности его фронта, для самых быстрых ТТЛШ микросхем линия становится длинной, начиная с длины в несколько сантиметров).

Логический элемент НЕ (Hex Inverters)

На принципиальных схемах логические элементы НЕ (инверторы) имеют следующее обозначение

Обозначения логических элементов НЕ (Hex Inverters): ANSI (слева) и DIN (справа).

Микросхемы инверторов содержат обычно шесть логических элементов НЕ (INV) и обозначаются префиксом ЛН (например, К155ЛН1, К561ЛН2). Как говорилось ранее, для ТТЛ микросхем с выходом ОК необходим выходной нагрузочный резистор (pull-up). Величина которого рассчитывается очень просто: R > U/I_OL, где U – напряжение источника питания, к которому подключается резистор.

Описание микросхемы LM358

Подтверждением высокой популярности микросхемы являются ее рабочие характеристики, позволяющие создавать много различных устройств. К основным показательным характеристикам компонента следует отнести нижеследующие.

Приемлемые рабочие параметры: в микросхеме предусмотрено одно и двухполюсное питание, широкий диапазон напряжений питания от 3 до 32 В, приемлемая скорость нарастания выходного сигнала, равная всего 0,6 В/мкс. Также микросхема потребляет всего 0,7 мА, а напряжение смещения составит всего 0,2мВ.

Мастерам на все руки будет интересна статья о схеме подключения автоприцепа и распиновке розетки фаркопа.