Сопряжение с логическими микросхемами в схемах на микроконтроллере

April 28, 2014 by admin Комментировать »

Выходную линию порта в идеализированном MK можно представить эквивалентным логическим КМОП-элементом из серии 74AC. Реальные MK тоже имеют выходные каскады, примерно совпадающие с микросхемами серий 74AC, 74ACT, 74HC, 74HCT. Следовательно, для сопряжения MK с внешними логическими микросхемами пригодятся два простых правила. Если питание одинаковое, то микросхема подключается к MK по принципу «вход к выходу», а если питание различается, то необходим промежуточный каскад для сопряжения уровней.

Для входов микросхем средней степени интеграции (счётчики, регистры, дешифраторы, шинные формирователи) MK представляется как многоканальный генератор импульсов. Логика работы зависит от функционального назначения подключаемой микросхемы и её временных диаграмм согласно даташиту.

При стыковке MK с ТТЛ-микросхемами следует учитывать максимальную длину соединительных проводников, при которой ещё не надо согласовывать волновые сопротивления и вводить буферные логические элементы (Табл. 2.14).

На Рис. 2.97, a…n приведены схемы сопряжения MK с логическими микросхемами разных серий.

Рис. 2.97. Схемы сопряжения MK с логическими микросхемами (начало):

а) максимальное число параллельно подключаемых логических элементов к одному выходу MK зависит от серии микросхем DD1…DDn;

б) резистор R1 обеспечивает ВЫСОКИЙ уровень на верхнем входе логического элемента DD1. Можно обойтись без резистора, соединив вместе выводы 1 и 2 микросхемы DD1, но при этом увеличивается токовая нагрузка на линию MK;

в) «вклинивание» MK в общую точку соединения микросхем DD1 и DD2. Вновь вводятся два элемента — развязывающий диод VD1 и резистор R1, который ставится для повышения быстродействия, иначе можно обойтись и внутренним «pull-uр» резистором MK;

r) DD1 — это логический дешифратор. На трёх верхних выходах MK выставляется двоичный код номера канала который будет иметь НИЗКИЙ уровень (в остальных каналах ВЫСОКИЙ уровень). Нижний выход MK — разрешение/запрет работы дешифратора;

д) формирователь «сетки» частот при помощи двоичного делителя DD1 Частота импульсов на каждом последующем выходе отличается ровно в 2 раза в меньшую сторону;

е) транзисторный имитатор реального TTJI-выхода (конвертор КМОП-ТТЛ). Допустимый ток НИЗКОГО уровня через коллектор транзистора VT3 составляет примерно 40 мА. Замена транзисторов VT1… VT3 — КТ315Б, диодов — КД522Б;

ж) для управления относительно «высоковольтным» инвертором DD1 требуется согласующий транзистор VT1 Элементы R2, VD1 могут отсутствовать;

з) нагрузка Rн подключается к источнику повышенного положительного напряжения. Замена микросхемы DD1 — DS75451 (фирма National Semiconductor), при этом верхний допустимый предел напряжения питания в нагрузке уменьшается с 56 до 30 В;

и)         запараллеливание всех входов и выходов микросхемы DD1 — это радиолюбительское решение, традиционно вызывающее критику профессионалов. Но реально оно работает, поскольку транзисторы, из которых состоит DD1, изготавливаются на одной подложке, из одних материалов и по одной технологии. Как следствие — пороги срабатывания у всех инверторов практически одинаковы во всём диапазоне температур и напряжений, что исключает протекание больших сквозных токов в момент переключения сигнала. Замена микросхемы DD1 — 74AC04; к) согласование уровней +5/+12 В на транзисторах VT1, VT2 разной проводимости; л) нагрузка RH подключается к источнику повышенного отрицательного напряжения. Микросхема DA1 (фирма National Semiconductor) допускает ток в нагрузке 300 мА;

м) увеличение амплитуды выходных импульсов с 4.5 до 6 В. Микросхема DD1 питается повышенным (по отношению к MK) напряжением KDD1 = KGB1 + KGB2 = 4.5 + 1.5 = 6 В. Порог срабатывания триггера Шмитта DD1 составляет +1.8…+2.2 В, что выше НИЗКОГО уровня MK; н) резистор R1 не даёт «висеть в воздухе» счётному входу делителя DD1 при рестарте MK; о) микросхема DD1 специально предназначена для преобразования уровней. Замена — К561ПУ7, но с инверсией выходного сигнала;

п) одновременное подключение логического элемента DD1 и транзистора VT1 к MK.

Источник: Рюмик, С. М., 1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М.:ЛР Додэка-ХХ1, 2011. — 400 с.: ил. + CD. — (Серия «Программируемые системы»).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты