Шрифт:
• Далее сравним напряжения элементов при низком уровне выходного сигнала. Максимальное значение выходного напряжения логического 0 для элементов серии DP1 составляет VOL=0,2 В. Элементы серии SB2 распознают как уровень логического 0 сигналы с напряжением ниже VOL=0,8 В. Поскольку VOL(DP1)<VIL(SB2), ошибки распознавания низкого логического уровня также невозможна. Следовательно, элементы совместимы по уровням, подключение элемента серии SB2 к выходу элемента серии DP1 не вызовет нарушения передачи логического сигнала.
• Коэффициент разветвления в состоянии логической 1 равен:
K1 = IOH(DP1)/IIH(SB2) = 400мкА/20мкА = 20
• Коэффициент разветвления в состоянии логического 0 равен:
K0 = IOL(DP1)/IIL(SB2) = 16мА/0,4мА = 40
• Для заключительного вывода выбираем меньшее из двух полученных чисел. Коэффициент разветвления DP1?SB2 равен 20. Таким образом, к выходу элемента серии DP1 можно подключить 20 элементов серии SB2.
Пример 2. Определим, чему равен коэффициент разветвления элементов серии HC? То есть, сколько элементов серии HC можно подключить к выходу такого же элемента? Напомним входные и выходные параметры серии HC:
VIH = 3,5 В, VIL = 1,0 В, IOH = –0,8 мА, IOL = 1,6 мА
VOH = 4,2 В, VOL = 0,4 В, IIH = 10 мкА, IIL = –10 мкА
Решение. Ход рассуждений при решении этой задачи аналогичен предыдущей.
• Сравним напряжения при высоком уровне выходного сигнала. Минимальная величина выходного напряжения логической 1 серии HC составляет VOH=4,2 В. Минимальный уровень входного напряжения логической 1 этих же элементов — VIH=3,5 В. Сравнивая эти числа, можно сделать вывод, что по напряжению высокого логического уровня элементы серии HC выполнены совместимыми, в чем и требовалось убедиться. Иного результата быть не может, иначе из элементов одной серии невозможно было бы создать схему.
• Максимальное значение выходного напряжения логического 0 для элементов серии HC составляет VOL=0,4 В. В то время как входное напряжение логического 0 сигналы для этих же элементов не должно быть ниже VOL=1,0 В. Поскольку VOL<VIL, ошибки распознавания низкого логического уровня быть не может. Следовательно, элементы серии HC совместимы сами с собой и по низкому логическому уровню также.
• Коэффициент разветвления в состоянии логической 1 равен:
K1 = IOH/IIH = 0,8 мА/10 мкА = 80
• Коэффициент разветвления в состоянии логического 0 равен:
K0 = IOL/IIL = 1,6 мА/10 мкА = 160
• Делаем вывод, что коэффициент разветвления серии элементов HC равен 80.
Итак, мы научились оценивать входные и выходные электрические характеристики логических элементов. На основе этих характеристик делать выводы о возможности подключения элементов различных серий друг к другу при составлении схемы какого-либо управляющего устройства. Далее мы рассмотрим различные интерфейсные компоненты, которые достаточно часто работают совместно с МК в микропроцессорных системах управления.
5.2. Устройства дискретного ввода: кнопки, переключатели, клавиатуры
Любая встраиваемая микропроцессорная система принимает данные из «внешнего мира», преобразует эти данные в управляющие воздействия, а затем «выдает» эти воздействия во внешний мир. Ни одна микропроцессорная система управления не обходится без механических переключателей, которые активируются пользователем, а также без различного рода устройств индикации, которые информируют пользователя о режимах работы самой системы и о состоянии объекта управления. В данном параграфе мы рассмотрим, как подключить к МК различные типы переключателей и простейшие светодиодные индикаторы. Несколько позже, в параграфе 5.6, мы подробно остановимся на вопросах сопряжения МК с жидкокристаллическим дисплеем (далее ЖК индикатор или ЖК дисплей).
5.2.1. Кнопки и переключатели
На рис. 5.4,а приведена схема подключения одиночного механического переключателя к МК. Механическая часть переключателя может быть выполнена таким образом, что его замкнутое состояние удерживается только тогда, когда человек нажимает на клавишу. Такой переключатель называют кнопкой. Другие переключатели обладают свойством удерживать замкнутое и разомкнутое состояние контактов при отсутствии внешнего воздействия. Последнее потребуется лишь для того, чтобы изменить состояние переключателя с разомкнутого на замкнутое и наоборот. Такие переключатели называются переключателями с фиксацией положения или тумблерами.