Помощь в схемотехнике

[zatmenie]

Давно прочитал книгу Д.Хэйзермана "Как самому построить робот" и сильно она меня вдохновила. Решил собрать собственного робота на логических схемах. Тут уже поднимался этот вопрос и тут я уже кое что спрашивал. Итак, сейчас я приступил непосредственно к сборке кое каких частей робота, но т.к. мои познания в электронике и схемотехнике скажем так "поверхностные", то в ходе сборки и проработки возникли вопросы, как мне и предрекали)))

Робот разбит на блоки. Пока прорабатывается основной блок с дешифратором, задающий основную логику движения робота.
После подачи питания, на стробирующий вход Е1 дешифратора, подаётся высокий логический уровень, запрещающий работу дешифратора и держащий высокий логический уровень на всех выходах. Таким образом робот остаётся неподвижным до тех пор пока не будет нажата кнопка запуска, соединённая с триггером U8:B. Кнопка подтянута к шине питания через резистор R1. Провод идущий от кнопки к коннектору J1 подсоединяется к дублирующей кнопке, только в другом блоке. Вход дешифратора E2 подтянут через резистор R2 к земле. Провод идущий от входа E2 в коннектору J1 по идеи висит в воздухе и задействован только при подключении временного пульта управления. Пока пульт не подключен, на входе E2 должен быть установлен низкий логический уровень, как только подключается пуль, то вход E2 соединяется с выходом микросхемы К155ЛЕ4 (7427) и на нём устанавливается высокий логический уровень, запрещающий работу дешифратора.

И вот первые вопросы связанные с этой схемой:
1) Как рассчитать номинал резисторов для нормальной работы схемы (понимаю что вопрос возможно глупый и ответ на него прост, но не обессудьте)? На схеме номиналы 10 кОм чисто для примера. В протеусе работает вариант R1=10 кОм, R2=100 Ом.
2) Что делать с незадействованными логическими элементами? Как и куда подключить их входы и выходы, или оставить их болтаться в воздухе? Что делать с незадействованными входами триггеров?

Для обеспечения более стабильной работы ИС, рядом с каждой из них установлен конденсатор 0.01 мкФ, а рядом с пинами питания коннектора J1 установлен конденсатор 100 мкФ. Не знаю на сколько это нужно и эффективно.

Вложения

10.03.2021 New logic2.jpg

(205.8 KiB) Скачиваний: 260

[Maykill]

1-номинал определяется нагрузочной способностью выходов конкретной м.схемы
2- выходам свободным в принципе побарабану нагружены они или нет
входы- обратно надо читать даташиты..к примеру для КМОП- очень желательно
конденсаторы желательны а при наличии достаточной нагрузки по выходам- ОБЯЗАТЕЛЬНЫ во-избежании ложных срабатываний от помех по питанию

[АлександрЛ]

Расчёта там, кажется, никакого нет, есть "рекомендации" - для простой ТТЛ логики серии 155 или SN74, как правило, использовали подтягивающие резисторы 1 кОм, а протеусу действительно всё равно, какого номинала стоит резистор.
Хотя и "висящий в воздухе" вход расценивается микросхемой как "логическая единица", все свободные входы ТТЛ логики должны быть подтянуты к + питания через резистор, за исключением случаев, когда там должен быть "ноль". Если жалко резисторов, то можно использовать один резистор на несколько (если я правильно помню, до 10) входов.
Свободный ВЫХОД микросхемы может "болтаться", ему ничего не страшно..
У незадействованных элементов ВХОДЫ можно подключить как к "земле", так и к плюсу питания, только надо смотреть, чтобы в результате подключения микросхема не оказалась в "запрещённом" состоянии.
Например, SN7474 (155ТМ2) на входы R и S можно (точнее нужно) одновременно подавать "логические единички", но нельзя одновременно подавать "логический ноль"..

АлександрЛ писал(а):

но нельзя одновременно подавать "логический ноль"..

Почему нельзя? Можно, просто тогда на обоих выходах (прямой и инвертирующий) будут логические единицы.

[Jack_A]

АлександрЛ писал(а):

надо смотреть, чтобы в результате подключения микросхема не оказалась в "запрещённом" состоянии.

Не стоит понимать понятие "запрещённое состояние" буквально. Нет в УК - значит, не запрещено. Под этим понимается неопределённость логики работы при переходе из него . В указанном примере переходя от 00 к 11, имеем неопределённое конечное состояние.
Что касается незадействованных элементов, критерий, по-моему один: принимаем состояние, минимальное по потреблению питания.

[Maykill]

вообще-то кроме 0/1 и " запрещённого" есть так называемое ТРЕТЬЕ (или Z) состояние
которое вообще отключает выход схемы, освобождая линию передачи данных

[Jack_A]

Это немножко о другом. А "запрещённое" - вовсе не означает, что ни 0, ни 1, а что-то ещё.

Последний раз редактировалось Jack_A Пт апр 02, 2021 16:45:15, всего редактировалось 1 раз.

[Maykill]

рано или поздно- пригодится

[zatmenie]

Maykill писал(а):

1-номинал определяется нагрузочной способностью выходов конкретной м.схемы

Как написано в справочнике для дешифратора 155ид3, входной ток высокого уровня 0.04 мА, ток низкого уровня -1.6 мА. Для микрухи которая подключается ко входу E2 дешифратора через разъём, выходной ток не написан (155ле4)
Для резистора R1, входной ток низкого уровня -3.2 мА, ток высокого уровня 0.08 мА.
Я так понимаю тут надо применять закон Ома, но я чето без понятия как это сделать.

Жду вашей помощи

все свободные входы ТТЛ логики должны быть подтянуты к + питания через резистор, за исключением случаев, когда там должен быть "ноль".

Понял

[1en2]

для стандартного лог элемента 155й серии нагрузочная способность - 10 стандартных входов с током 1,6 мА (16 мА)...
Для резистора R1 нет тока на вход элемента, ток резистора и ток входа 3,2 мА идут через кнопку...

[zatmenie]

Нашел вот такие расчёты. Что думаете?

Спойлер

Для определения значения подтягивающего резистора по формуле используется простой закон Ома:


V = I x R
R = V / I


В случае подтягивающего pull-up резистора, V будет напряжением источника. И ток будет максимальным током, потребляемым логическими линиями.


Rpull-up = (Vпит – Vвыс(min)) / Iпотр


Здесь Vпит – это напряжение питания, Vвыс(min) – это минимальное допустимое напряжение высокого логического уровня, а Iпотр – максимальный ток, потребляемый цифровым выводом.


То же самое относится и к pull-down резистору. Но формула имеет небольшое изменение.


Rpull-up = (Vниз(max) – 0) / Iотд


Здесь Vниз(max) – максимальное напряжение низкого логического уровня, а Iотд – максимальный ток, отдаваемый цифровым выводом.

[1en2]

правильно сначала составить схему, а потом в ней что-то считать.....так что думайте сами...)))
внутренняя схема стандартного лог элемента ТТЛ тоже доступна....

[Jack_A]

Rpull-up = (Vниз(max) – 0) / Iотд

Минус 0. Впечатлило.

[zatmenie]

Jack_A писал(а):

Rpull-up = (Vниз(max) – 0) / Iотд

Минус 0. Впечатлило.

Я думаю это скорее для большего разъяснения. Хотя хз))

[zatmenie]

Следующий вопрос. Для каждого незадействованного элемента нашел наиболее энергоэкономичный режим для того чтоб подключить входы к + или -. Теперь непонятно, можно ли напрямую входы микросхем подключать к + питания или лучше через резистор?

[Maykill]

параметр называется
Входной ток — это ток, который протекает через входную цепь при соединении входа логического элемента с общим проводом или с проводом питания. В первом случае ток называют вытекающим, и для большинства микросхем серии К155 он составляет 1,6 мА.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫЧИСЛЯЕТСЯ ИСХОДЯ ИЗ ЭТОГО

[zatmenie]

Maykill писал(а):

параметр называется
Входной ток — это ток, который протекает через входную цепь при соединении входа логического элемента с общим проводом или с проводом питания. В первом случае ток называют вытекающим, и для большинства микросхем серии К155 он составляет 1,6 мА.
СОПРОТИВЛЕНИЕ ВЫЧИСЛЯЕТСЯ ИСХОДЯ ИЗ ЭТОГО

Просто для проверки что я все правильно понимаю. Входной ток высокого уровня для микросхемы 155ЛЛ1 составляет 0.04 мА. Напряжение питания у нас 5 В. По закону Ома напряжение делим на ток, получаем номинал сопротивления. (5В/(0.04мА/1000))/1000=125 кОм.
При подключении входа к - резистор не нужен.

[Maykill]

как правило на свободном входе 155-й серии логики +5 в и так присутствует- насколько я помню

[1en2]

Входной ток при высоком уровне вообще не надо считать....просто по документации подключаете к резистору 1К0....к одному резистору допускается подключать несколько десятков незадействованных в схеме входов....
Можете резистор и 5К6 использовать (сильно ни на что не влияет)....
Резистор нужен только для исключения пробоя микросхемы при повышенном питании (документация гарантирует 7 В в течении минуты)....такое иногда может наблюдаться при переходных процессах в ист питания....Это правило касается только "чистых" ТТЛ-серий....в большинстве любительских схем, если питание +5, ничего не сгорит и при подключении без резистора....также и для ТТЛШ - можно без резистора, напрямую....Это определяется схемотехникой входного каскада...

[zatmenie]

понял