Микросхемата K155LA3, подобно на нейния внесен аналог SN7400 (или просто -7400, без SN), съдържа четири логически елемента (порти) 2I - НЕ. Микросхемите K155LA3 и 7400 са аналози с пълно съвпадение на разпределението и много подобни работни параметри. Захранването се подава през клеми 7 (минус) и 14 (плюс), със стабилизирано напрежение от 4,75 до 5,25 волта.
Микросхемите K155LA3 и 7400 са създадени на базата на TTL, следователно - за тях е напрежение от 7 волта абсолютно максимум. Ако тази стойност бъде превишена, устройството изгаря много бързо.
Разположението на изходите и входовете на логическите елементи (pinout) на K155LA3 изглежда така.
Фигурата по-долу показва електронната схема на отделен елемент 2I-NOT на микросхемата K155LA3.
Параметри на K155LA3.
1 Номинално захранващо напрежение 5 V
2 Ниско ниво на изходно напрежение не повече от 0,4 V
3 Високо ниво на изходно напрежение не по-малко от 2,4 V
4 Ниско ниво на входен ток не повече от -1,6 mA
5 Високо ниво на входен ток не повече от 0,04 mA
6 Входен пробивен ток не повече от 1 mA
7 Ток на късо съединение -18...-55 mA
8 Консумация на ток при ниско ниво на изходно напрежение не повече от 22 mA
9 Консумация на ток при високо ниво на изходно напрежение не повече от 8 mA
10 Статична консумация на енергия на логически елемент не повече от 19,7 mW
11 Време на забавяне на разпространението при включване не повече от 15 ns
12 Време на забавяне на разпространението при изключване не повече от 22 ns
Схема на правоъгълен импулсен генератор на K155LA3.
Много е лесно да се сглоби правоъгълен генератор на импулси на K155LA3. За да направите това, можете да използвате всеки два от неговите елементи. Диаграмата може да изглежда така.
Импулсите се отстраняват между щифтове 6 и 7 (минус мощност) на микросхемата.
За този генератор честотата (f) в херци може да се изчисли по формулата f = 1/2(R1 *C1). Стойностите се въвеждат в омове и фаради.
Използването на всякакви материали от тази страница е разрешено при условие, че има връзка към сайта
Запознаване с цифровия чип
Във втората част на статията говорихме за конвенционалните графични символи на логическите елементи и функциите, изпълнявани от тези елементи.
За обяснение на принципа на работа бяха дадени контактни вериги, които изпълняват логическите функции И, ИЛИ, НЕ и НЕ. Сега можете да започнете практическо запознаване с микросхемите от серията K155.
Външен вид и дизайн
Основният елемент на 155-та серия е микросхемата K155LA3. Това е пластмасов корпус с 14 пина, от горната страна на който има маркировка и ключ, показващ първия щифт на микросхемата.
Ключът е малка кръгла маркировка. Ако погледнете микросхемата отгоре (от страната на корпуса), тогава щифтовете трябва да се броят обратно на часовниковата стрелка, а ако отдолу, след това по посока на часовниковата стрелка.
Чертеж на корпуса на микросхемата е показан на фигура 1. Този корпус се нарича DIP-14, което на английски означава пластмасов корпус с двуредно разположение на щифтове. Много микросхеми имат по-голям брой изводи и следователно пакетите могат да бъдат DIP-16, DIP-20, DIP-24 и дори DIP-40.
Фигура 1. Корпус DIP-14.
Какво се съдържа в този случай
Пакетът DIP-14 на микросхемата K155LA3 съдържа 4 елемента 2I-NOT, независими един от друг. Единственото общо нещо, което имат, са общите захранващи щифтове: щифт 14 на микросхемата е + захранването, а щифт 7 е отрицателният полюс на източника.
За да не се претрупват диаграмите с ненужни елементи, електропроводите по правило не се показват. Това също не се прави, защото всеки от четирите 2I-NOT елемента може да бъде разположен на различни места във веригата. Обикновено на диаграмите те просто пишат: „Добавете +5V към щифтове 14 DD1, DD2, DD3...DDN. -5V свържете към щифтове 07 DD1, DD2, DD3…DDN.“ отделно разположените елементи са обозначени като DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4. Фигура 2 показва, че микросхемата K155LA3 се състои от четири елемента 2I-NOT. Както вече беше споменато във втората част на статията, входните щифтове са разположени отляво, а изходите отдясно.
Чуждият аналог на K155LA3 е чипът SN7400 и може безопасно да се използва за всички експерименти, описани по-долу. За да бъдем по-точни, цялата серия микросхеми K155 е аналог на чуждестранната серия SN74, така че продавачите на радиопазарите предлагат точно това.
Фигура 2. Pinout на микросхемата K155LA3.
За да проведете експерименти с микросхемата, ще ви е необходимо напрежение от 5V. Най-лесният начин да направите такъв източник е да използвате стабилизатора K142EN5A или неговата внесена версия, наречена 7805. В този случай изобщо не е необходимо да навивате трансформатор, да запоявате мост или да инсталирате кондензатори. В крайна сметка винаги има някакъв китайски мрежов адаптер с напрежение 12V, към който е достатъчно да свържете 7805, както е показано на фигура 3.
Фигура 3. Просто захранване за експерименти.
За да проведете експерименти с микросхемата, ще трябва да направите малка макетна платка. Представлява парче гетинакс, фибростъкло или друг подобен изолационен материал с размери 100*70 мм. Дори обикновен шперплат или дебел картон е подходящ за такива цели.
По дългите страни на платката трябва да се укрепят консервирани проводници с дебелина около 1,5 mm, през които ще се подава захранване към микросхемите (захранващи шини). Между проводниците по цялата площ на макета трябва да се пробият отвори с диаметър не повече от 1 mm.
При провеждане на експерименти ще бъде възможно да се вмъкнат парчета консервирана тел в тях, към които ще бъдат запоени кондензатори, резистори и други радиокомпоненти. Трябва да направите ниски крака в ъглите на дъската, това ще позволи да поставите проводниците отдолу. Дизайнът на развойната платка е показан на фигура 4.
Фигура 4. Платка за развитие.
След като макетът е готов, можете да започнете да експериментирате. За да направите това, трябва да инсталирате поне една микросхема K155LA3 върху него: запоете щифтове 14 и 7 към захранващите шини и огънете останалите щифтове, така че да са в съседство с платката.
Преди да започнете експерименти, трябва да проверите надеждността на запояването, правилното свързване на захранващото напрежение (свързването на захранващото напрежение с обратна полярност може да повреди микросхемата), както и да проверите дали има късо съединение между съседни клеми. След тази проверка можете да включите захранването и да започнете експерименти.
За измервания е най-подходящ с входен импеданс от поне 10 Kom/V. Всеки тестер, дори евтин китайски, напълно отговаря на това изискване.
Защо показалецът е по-добър? Защото, наблюдавайки трептенията на иглата, можете да забележите импулси на напрежение, разбира се, с доста ниска честота. Цифровият мултиметър няма тази възможност. Всички измервания трябва да се извършват спрямо „минуса“ на източника на захранване.
След включване на захранването измерете напрежението на всички щифтове на микросхемата: на входните щифтове 1 и 2, 4 и 5, 9 и 10, 12 и 13 напрежението трябва да бъде 1,4 V. И на изходните пинове 3, 6, 8, 11 има около 0.3V. Ако всички напрежения са в определените граници, тогава микросхемата работи.
Фигура 5. Прости експерименти с логически елемент.
Можете да започнете да проверявате работата на логическия елемент 2I-NOT, например от първия елемент. Входните му изводи са 1 и 2, а изходът е 3. За да се приложи логическа нула на входа, е достатъчно просто да се свърже този вход към отрицателния (общ) проводник на източника на захранване. Ако трябва да приложите логически към входа, тогава този вход трябва да бъде свързан към +5V шината, но не директно, а чрез ограничителен резистор със съпротивление 1...1.5KOhm.
Да приемем, че сме свързали вход 2 към общ проводник, като по този начин сме приложили логическа нула към него и логическа единица към вход 1, както току-що беше посочено чрез ограничаващия резистор R1. Тази връзка е показана на фигура 5а. Ако при такава връзка измерите напрежението на изхода на елемента, волтметърът ще покаже 3,5...4,5V, което отговаря на логично. Логическа ще бъде получена чрез измерване на напрежението на пин 1.
Това напълно съвпада с показаното във втората част на статията, използвайки примера на релейна верига 2I-NOT. Въз основа на резултатите от измерванията можем да направим следното заключение: когато един от входовете на елемента 2I-NOT е висок, а другият е нисък, на изхода задължително има високо ниво.
След това ще извършим следния експеримент - ще приложим един към двата входа наведнъж, както е показано на фигура 5b, но ще свържем един от входовете, например 2, към общия проводник с помощта на джъмпер. (За такива цели е най-добре да използвате обикновена шевна игла, запоена към гъвкав проводник). Ако сега измерите напрежението на изхода на елемента, тогава, както в предишния случай, ще има логическа единица.
Без да прекъсвате измерването, отстранете джъмпера и волтметърът ще покаже високо ниво на изхода на елемента. Това напълно съответства на логиката на действие на елемента 2I-NOT, което може да се провери, като се обърнете към контактната диаграма във втората част на статията, както и като разгледате таблицата на истината, показана там.
Ако сега този джъмпер периодично се свързва към общия проводник на който и да е от входовете, симулирайки захранването на ниски и високи нива, тогава с помощта на волтметър можете да откриете импулси на напрежение на изхода - стрелката ще осцилира във времето, докато джъмперът докосва вход на микросхемата.
От проведените експерименти могат да се направят следните изводи: ниско напрежение на изхода ще се появи само когато има високо ниво и на двата входа, тоест условие 2I е изпълнено за входовете. Ако поне един от входовете има логическа нула и изходът има логическа единица, можем да повторим, че логиката на микросхемата е напълно съвместима с логиката на контактната верига 2I-NOT, разгледана в.
Тук е подходящо да направим още един експеримент. Въпросът е да изключите всички входни клеми, просто да ги оставите във „въздуха“ и да измерите изходното напрежение на елемента. Какво ще има там? Точно така, ще има логично нулево напрежение. Това предполага, че несвързаните входове на логически елементи са еквивалентни на входове с приложен към тях логически елемент. Не трябва да забравяте за тази функция, въпреки че обикновено се препоръчва да свържете някъде неизползвани входове.
Фигура 5c показва как логически елемент 2I-NOT може просто да се превърне в инвертор. За да направите това, просто свържете двата му входа заедно. (Дори ако има четири или осем входа, такава връзка е напълно приемлива).
За да сте сигурни, че изходният сигнал има стойност, противоположна на входния сигнал, достатъчно е да свържете входовете към общ проводник с помощта на жичен джъмпер, тоест да приложите логическа нула към входа. В този случай волтметър, свързан към изхода на елемента, ще покаже логическа. Ако джъмперът се отвори, на изхода ще се появи ниско напрежение, което е точно обратното на входа.
Този опит предполага, че работата на инвертора е напълно еквивалентна на работата на НЕ контактната верига, разгледана във втората част на статията. Това са като цяло прекрасните свойства на микросхемата 2I-NOT. За да отговорим на въпроса как се случва всичко това, трябва да разгледаме електрическата верига на елемента 2I-NOT.
Вътрешна структура на елемента 2I-NOT
Досега разглеждахме логически елемент на нивото на графичното му обозначение, приемайки го, както се казва в математиката, за „черна кутия“: без да навлизаме в подробности за вътрешната структура на елемента, ние изследвахме реакцията му към входни сигнали. Сега е време да проучим вътрешната структура на нашия логически елемент, който е показан на фигура 6.
Фигура 6. Електрическа верига на логически елемент 2I-NOT.
Веригата съдържа четири n-p-n транзистора, три диода и пет резистора. Между транзисторите има директна връзка (без свързващи кондензатори), което им позволява да работят с постоянни напрежения. Изходното натоварване на микросхемата е условно показано като резистор Rн. Всъщност това най-често е вход или няколко входа на едни и същи цифрови микросхеми.
Първият транзистор е мулти-емитер. Той е този, който изпълнява входната логическа операция 2I, а транзисторите след него извършват усилване и инверсия на сигнала. Микросхемите, направени по подобна схема, се наричат транзисторно-транзисторна логика, съкратено TTL.
Този акроним отразява факта, че входните логически операции и последващото усилване и инверсия се извършват от елементи на транзисторна верига. В допълнение към TTL има и диодно-транзисторна логика (DTL), чиито входни логически етапи са направени на диоди, разположени, разбира се, вътре в микросхемата.
Фигура 7.
На входовете на логическия елемент 2I-NOT се монтират диоди VD1 и VD2 между емитерите на входния транзистор и общия проводник. Тяхната цел е да защитят входа от напрежение с отрицателна полярност, което може да възникне в резултат на самоиндукция на инсталационни елементи, когато веригата работи при високи честоти или просто се доставя по погрешка от външни източници.
Входният транзистор VT1 е свързан съгласно верига с обща база, а товарът му е транзистор VT2, който има два товара. В емитера това е резистор R3, а в колектора R2. По този начин се получава фазов инвертор за изходния етап на транзистори VT3 и VT4, което ги кара да работят в противофаза: когато VT3 е затворен, VT4 е отворен и обратно.
Да приемем, че и двата входа на елемента 2I-NOT са приложени ниско. За да направите това, просто свържете тези входове към общ проводник. В този случай транзисторът VT1 ще бъде отворен, което ще доведе до затваряне на транзисторите VT2 и VT4. Транзисторът VT3 ще бъде в отворено състояние и през него и диод VD3 ток протича в товара - на изхода на елемента има състояние на високо ниво (логическа единица).
В случай, че към двата входа е приложен логически, транзисторът VT1 ще се затвори, което ще доведе до отваряне на транзисторите VT2 и VT4. Поради тяхното отваряне транзисторът VT3 ще се затвори и токът през товара ще спре. Изходът на елемента е настроен на нулево състояние или ниско ниво на напрежение.
Ниското ниво на напрежение се дължи на спада на напрежението на прехода колектор-емитер на отворения транзистор VT4 и според техническите спецификации не надвишава 0,4V.
Високото напрежение на изхода на елемента е по-малко от захранващото напрежение с размера на падането на напрежението върху отворения транзистор VT3 и диода VD3 в случай, че транзисторът VT4 е затворен. Високото напрежение на изхода на елемента зависи от товара, но не трябва да бъде по-малко от 2,4V.
Ако към входовете на елемент, свързан заедно, се приложи много бавно променящо се напрежение, вариращо от 0...5V, тогава може да се види, че преходът на елемента от високо към ниско ниво настъпва рязко. Този преход се случва, когато напрежението на входовете достигне приблизително 1,2 V. Това напрежение за 155-та серия микросхеми се нарича праг.
Борис Алалдышкин
Продължение на статията:
Електронна книга -
Всеки истински радиолюбител има микросхема K155LA3. Но те обикновено се считат за много остарели и не могат да бъдат сериозно използвани, тъй като много любителски радио сайтове и списания обикновено описват само схеми за мигащи светлини и играчки. В рамките на тази статия ще се опитаме да разширим радиолюбителските хоризонти в рамките на използването на схеми, използващи микросхемата K155LA3.
Тази схема може да се използва за зареждане на мобилен телефон от запалката на автомобила.
На входа на любителския радио дизайн могат да бъдат доставени до 23 волта. Вместо остарелия транзистор P213, можете да използвате по-модерен аналог на KT814.
Вместо диоди D9 можете да използвате D18, D10. Превключвателите SA1 и SA2 се използват за тестване на транзистори с права и обратна проводимост.
За да предотвратите прегряване на фаровете, можете да инсталирате реле за време, което ще изключи спирачните светлини, ако светят повече от 40-60 секунди; времето може да се промени чрез избор на кондензатор и резистор. Когато педалът бъде отпуснат и след това натиснат отново, светлините се включват отново, така че това по никакъв начин не засяга безопасността при шофиране.
За да се увеличи ефективността на преобразувателя на напрежение и да се предотврати силно прегряване, в изходния етап на инверторната верига се използват транзистори с полеви ефекти с ниско съпротивление
Сирената се използва за издаване на мощен и силен звук за привличане на вниманието на хората и ефективна защита на вашия велосипед, когато е оставен и закопчан за кратко време.
Ако сте собственик на селска къща, лозе или къща на село, тогава знаете какви огромни щети могат да причинят мишки, плъхове и други гризачи и колко скъпа, неефективна и понякога опасна е борбата с гризачите с помощта на стандартни методи.
Почти всички самоделни радиолюбителски продукти и дизайни включват стабилизиран източник на захранване. И ако вашата верига работи на захранващо напрежение от 5 волта, тогава най-добрият вариант би бил да използвате тритерминален интегриран стабилизатор 78L05
В допълнение към микросхемата има ярък светодиод и няколко компонента на снопа. След сглобяването устройството започва да работи веднага. Не са необходими никакви настройки, освен регулиране на продължителността на светкавицата.
Нека си припомним, че кондензаторът C1 с номинална стойност 470 микрофарада е запоен във веригата, като стриктно се спазва полярността.
Като използвате стойността на съпротивлението на резистора R1, можете да промените продължителността на светкавицата на светодиода.
Чип K155LA3всъщност е основният елемент от 155-та серия интегрални схеми. Външно е направен в 14-пинов DIP корпус, от външната страна на който има маркировка и ключ, който ви позволява да определите началото на номерирането на щифтовете (гледано отгоре - от точка и обратно на часовниковата стрелка).
Функционалната структура на микросхемата K155LA3 има 4 независими логически елемента. Има само едно нещо, което ги обединява, и това са захранващите линии (общ щифт - 7, щифт 14 - положителен полюс на захранване) Като правило, силовите контакти на микросхемите не са изобразени на схемите.
Всеки отделен 2I-НЕ елемент Микросхеми K155LA3на диаграмата те са обозначени с DD1.1, DD1.2, DD1.3, DD1.4. От дясната страна на елементите има изходи, от лявата страна има входове. Аналог на вътрешната микросхема K155LA3 е чуждата микросхема SN7400, а цялата серия K155 е подобна на чуждата SN74.
Таблица на истината на микросхемата K155LA3
Експерименти с микросхемата K155LA3
Инсталирайте микросхемата K155LA3 на макетната платка и свържете захранването към щифтовете (щифт 7 минус, щифт 14 плюс 5 волта). За измерване е по-добре да използвате волтметър със съпротивление над 10 kOhm на волт. Защо да използвате указател, ще попитате? Защото по движението на стрелката може да се определи наличието на нискочестотни импулси.
След подаване на напрежение измерете напрежението на всички крака на K155LA3. Ако микросхемата работи правилно, напрежението на изходните щифтове (3, 6, 8 и 11) трябва да бъде около 0,3 волта, а на щифтовете (1, 2, 4, 5, 9, 10, 12 и 13) около 1,4 IN.
За да проучим функционирането на логическия елемент 2I-NOT на микросхемата K155LA3, нека вземем първия елемент. Както бе споменато по-горе, входът му е щифтове 1 и 2, а изходът му е 3. Сигналът логическа 1 ще бъде плюсът на захранването чрез резистор за ограничаване на тока от 1,5 kOhm, а логическата 0 ще бъде взета от минуса на захранването.
Първи експеримент (фиг. 1):Нека приложим логическа 0 към пин 2 (свържете го към минус на захранването) и пин 1 към логическа (плюс захранване през резистор 1,5 kOhm). Нека измерим напрежението на изход 3, трябва да е около 3,5 V (напрежение на логическа 1)
Първо заключение: Ако един от входовете е log.0, а другият е log.1, тогава изходът на K155LA3 определено ще бъде log.1
Експеримент две (фиг. 2):Сега ще приложим логика 1 към двата входа 1 и 2 и освен към един от входовете (нека е 2) ще свържем джъмпер, чийто втори край ще бъде свързан към минуса на захранването. Нека подадем захранване към веригата и измерим напрежението на изхода.
Трябва да е равно на log.1. Сега премахнете джъмпера и стрелката на волтметъра ще покаже напрежение не повече от 0,4 волта, което съответства на нивото на дневника. 0. Чрез инсталиране и премахване на джъмпера можете да наблюдавате как иглата на волтметъра „скача“, което показва промени в сигнала на изхода на микросхемата K155LA3.
Заключение второ: Дневник на сигнала. Ще има 0 на изхода на елемента 2I-NOT само ако и двата му входа имат логическо ниво 1
Трябва да се отбележи, че несвързаните входове на елемента 2I-NOT („висящи във въздуха“) водят до появата на ниско логическо ниво на входа K155LA3.
Експеримент три (фиг. 3):Ако свържете двата входа 1 и 2, тогава от елемента 2I-NOT получавате логически елемент NOT (инвертор). Чрез прилагане на log.0 към входа, изходът ще бъде log.1 и обратно.
