~~NOCACHE~~
require($_SERVER["DOCUMENT_ROOT"] . "/interactive/interactive.php");
===== Управляем нагрузкой одной кнопкой =====
Почти ни одно электронное устройство не обходится без различных механических коммутационных элементов - кнопок, тумблеров и переключателей. Они являются привычными элементами управления. Но использование таких коммутационных элементов в цифровых схемах имеет свои особенности.
Дело в том, что при замыкании механических контактов возникает так называемый дребезг контактов. //Дребезг контактов// - это явление многократного неконтролируемого замыкания и размыкания контактов в моменты их соприкосновения и расхождения. Это явление приводит к формированию пачки импульсов (вместо требуемого одиночного импульса или перепада напряжения), способных вызвать многократное непредсказуемое срабатывание схемы цифрового устройства.
Из- за чего же происходит дребезг? Причин тут две. Первая связана с механической конструкцией кнопки, которая не позволяет надежно за короткое время зафиксировать контакт. Вторая связана с самим контактом, который покрыт тончайшим слоем оксида, не проводящим электричество. В момент замыкания происходит ионизация промежутка, и возникает дуга, спекающая контакты вместе. Эти импульсы могут вызвать непредвиденное переключение цифровых элементов и привести к некорректной работе всего устройства. Поэтому при использовании кнопок в цифровых устройствах разработчики применяют различные схемы борьбы с дребезгом контактов.
В этом эксперименте мы соберем электронную кнопку, которой не будет страшен дребезг контактов. Помимо этого, наша кнопка будет иметь эффект фиксации, т.е. нажал - включил, еще раз нажал - выключил и т.д. Схема такого устройства, собранного на D-триггере, приведена на рисунке.
===Принципиальная схема===
pinlab_draw_picture("el_button");
===Таблица компонентов===
pinlab_bom("el_button.mont");
===Монтажная схема===
pinlab_draw_instruction("el_button.mont");
Подайте питание на схему. Кратковременно нажмите кнопку SW1. Если все собрано правильно, светодиод должен загореться. Еще раз нажмите кнопку, светодиод должен погаснуть и т.д.
===Работа схемы===
В данной схеме реализованы два элемента для борьбы с дребезгом контактов:
- Конденсатор С1, включенный параллельно кнопке SW1, обеспечивает частичное сглаживание импульсов, возникающих при замыкании кнопки.
- Переключение D-триггера происходит с небольшой задержкой. Этим обеспечивается минимизация влияния импульсов дребезга на переключение триггера.
В исходном состоянии на входе D триггера DD1.1 (вывод 5) установлен тот же логический уровень, что и на инверсном выходе Q (вывод 2). При замыкании кнопки SW1 триггер переключается. Цепь R2C2 сохранит на входе D прежний логический уровень в течении некоторого времени. Поэтому импульсы дребезга только подтвердят новое состояние триггера.
Для следующего переключения триггера необходимо снова нажать кнопку SW1.
===Результат===
В данном эксперименте мы научились побеждать такое вредное явление, как механический дребезг контактов, и использовали для этого базовое свойство D-триггера, а именно: сохранять состояние информационного входа D до прихода следующего тактового импульса.
Следующий эксперимент познакомит вас еще с одним интересным свойством D-триггера.