1 / 19

Realizace klopných obvodů

Realizace klopných obvodů. Střední odborná škola Otrokovice. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček.

harrison-barton
Download Presentation

Realizace klopných obvodů

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Realizace klopných obvodů Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

  2. Charakteristika 1 DUM

  3. Náplň výuky Realizace klopných obvodů Astabilní, monostabilní a bistabilní klopný obvod Princip činnosti KO Schmittův klopný obvod Zapojení klopných obvodů pomocí hradel Klopné obvody typu RS, D a JK

  4. Astabilní klopný obvod • astabilní klopný obvod je tvořen tranzistory T1a T2 a kondenzátory C1 a C2 • obvod nemá žádný stabilní stav, střídavě se jeden kondenzátor nabíjí a druhý vybíjí, klopný obvod se periodicky překlápí z jednoho stavu do druhého Klopné obvody z diskrétních součástek Obr. 1: Klopný obvod s tranzistory

  5. Monostabilní klopný obvod • jestliže nahradíme kondenzátor C1 rezistorem R1, vznikne monostabilní klopný obvod • v klidové poloze bude tranzistor T1 uzavřen a tranzistor T2 otevřen • v tomto stavu se bude kondenzátor C2nabíjet na kladné napětí • přivedeme-li kladný impuls do báze uzavřeného tranzistoru T1 obvod se překlopí a kondenzátor C2 se bude přes odpor RB2 a otevřený tranzistor T1vybíjet • po vybití se kondenzátor C2 začne nabíjet na napětí opačné polarity • tato změna uzavření tranzistoru T1 a obvod se dostane do výchozí klidové polohy • v tomto stavu obvod zůstane až do příchodu dalšího spouštěcího impulsu Klopné obvody z diskrétních součástek

  6. Bistabilní klopný obvod • oba dva kondenzátory jsou nahrazeny rezistory • po připojení ke zdroji napájecího napětí se obvod ustálí tak, že jeden tranzistor bude otevřen a druhý uzavřen • celý děj se spouští přivedením záporného impulzu do báze otevřeného tranzistoru • otevřený tranzistor se začne zavírat, jeho kolektorové napětí se zvětšuje a tento nárůst se přenáší na bázi druhého tranzistoru, který se otevírá • děj probíhá tak dlouho, dokud se původně zavřený tranzistor úplně neotevře a původně otevřený tranzistor úplně nezavře • tím končí překlápění a obvod setrvá v tomto stavu až do příchodu dalšího spouštěcího impulsu Klopné obvody z diskrétních součástek

  7. Schmittův klopný obvod • obvod má dva stabilní stavy, které se mění skokem • z analogového signálu tak lze získat signál číslicový Klopné obvody z diskrétních součástek Obr. 2: Schmittův klopný obvod

  8. Schmittůvklopný slouží k úpravě tvaru impulzů • jeho základní vlastností je hystereze • jeho výstup je závislý nejen na hodnotě vstupu, ale i na jeho původním stavu • hystereze, která je jindy nežádoucí, zde zabraňuje vzniku zákmitů výstupního signálu v okolí střední úrovně spínání Činnost Schmittova klopného obvodu vstupní signál signál bez hystereze signál s hysterezí Obr. 3: Hystereze Schmittova klopného obvodu

  9. RS klopný obvod • vstup Sse označuje jako SET • hodnota logická „1“ na tomto vstupu nastaví hodnotu výstupu Q na logickou „1“ • vstup R se označuje jako RESET • hodnota logická „1“ na tomto vstupu vynuluje hodnotu na výstupu Q • pokud je na R a S zároveň logická „1“, mluvíme o zakázaném nebo také hazardnímstavu • znamená to, že tento stav není definován a pokud nastane tato vstupní kombinace, není předem možné určit, v jakém stavu se bude nacházet výstup obvodu Klopné obvody vytvořené z hradel

  10. Zapojení RS klopného obvodu a) obvod s hradly NOR b) obvod s hradly NAND Qn – aktuální stav, Qn-1 – předchozí stav c) pravdivostní tabulka Obr. 4: RS klopný obvod

  11. Klopný obvod D • u RS klopného se vyskytoval tzv. zakázaný stav • problémům se zakázaným stavem předejdeme zapojením invertoru před vstup klopného obvodu • zapojením dalších dvou hradel NAND, získáme synchronní klopný obvod D řízený úrovní • klopný obvod D je řízen signálem Data, který je přiváděn • na vstup S • na vstup R invertovaný • tím je vyloučen problematický zakázaný stav • chování klopného obvodu D řízeného úrovní je principiálně podobné paměti Klopné obvody vytvořené z hradel

  12. Zapojení klopného obvodu D Qn – aktuální stav, Qn-1 – předchozí stav a) obvod s hradly NAND b) pravdivostní tabulka c) časový diagram Obr. 5: Klopný obvod D

  13. JK klopný obvod • JKklopný obvod (angl. J-K flip-flop) představujedruhý základní typ bistabilního klopného obvodu • podobně jako klopný obvod D vychází i klopný obvod JKz původního klopného obvodu RS • klopný obvod JKopět představuje určité vylepšení původního klopného obvodu RS • na rozdíl od klopného obvodu D zachovává klopný obvod JKoba řídící signály pro nastavení a nulování • vstupy klopného obvodu se označují jako J (nastavení) a K (nulování) • navíc se zavádí zpětná vazba z výstupů Q a Q non Klopné obvody vytvořené z hradel

  14. zapojení sestává ze dvou klopných obvodů typu RS • první klopný obvod je označován jako master, druhý jako slave • tato označení mají vyjádřit nadřazenost prvního klopného obvodu nad druhým • úrovně na vstupech nikdy nemohou okamžitě ovlivnit úrovně na výstupech, protože části master a slave jsou ovládány opačnou úrovní signálu C – clock (hodiny) JK klopný obvod typu master – slave Obr. 6: Klopný obvod JK

  15. Kontrolní otázky: Co to je klopný obvod? Proveďte rozdělení klopných obvodů. Vysvětlete činnost AKO, MKO a BKO. Jaké má vlastnosti Schmittův klopný obvod? 5. Které klopné obvody vytvořené z hradel se nejčastěji používají?

  16. Seznam obrázků: Obr. 1: Klopný obvod s tranzistory. In: Klopné obvody [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z: http://slaboproud.sweb.cz/elt2/stranky1/elt050.htm Obr. 2: Schmittův klopný obvod. In: Klopné obvody [online]. 2012[vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z http://slaboproud.sweb.cz/elt2/stranky1/elt050.htm Obr. 3: Hystereze Schmittova klopného obvodu. In: Klopné obvody [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z http://slaboproud.sweb.cz/elt2/stranky1/elt050.htm Obr. 4a): RS klopný obvod z hradel NOR. In: Číslicová technika [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z: http://mikrokontrolery-pic.cz/zaciname/cislicova-technika/sekvencni-logicke-obvody/klopny-obvod-rs/ Obr. 4b): RS klopný obvod z hradel NAND. In: Číslicová technika [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z: http://mikrokontrolery-pic.cz/zaciname/cislicova-technika/sekvencni-logicke-obvody/klopny-obvod-rs/ Obr. 4c): Pravdivostní tabulka RS klopného obvodu.In: Číslicová technika [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z: http://mikrokontrolery-pic.cz/zaciname/cislicova-technika/sekvencni-logicke-obvody/klopny-obvod-rs

  17. Seznam obrázků: Obr. 5a): D klopný obvod z hradel NAND. In: Číslicová technika [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z: http://mikrokontrolery-pic.cz/zaciname/cislicova-technika/sekvencni-logicke-obvody/klopny-obvod-d-rizeny-urovni/ Obr. 5b): Pravdivostní tabulka D klopného obvodu. In: Číslicová technika [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné zhttp://mikrokontrolery-pic.cz/zaciname/cislicova-technika/sekvencni-logicke-obvody/klopny-obvod-d-rizeny-urovni/ Obr. 5c) Časový diagram D klopného obvodu.In: Číslicová technika [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z: http://mikrokontrolery-pic.cz/zaciname/cislicova-technika/sekvencni-logicke-obvody/klopny-obvod-d-rizeny-urovni/ Obr. 6: JK klopný obvod.In: Číslicová technika [online]. 2012 [vid. 13. 4. 2013]. Dostupné z:http://mikrokontrolery-pic.cz/zaciname/cislicova-technika/sekvencni-logicke-obvody/klopny-obvod-jk/

  18. Seznam použité literatury: [1] ANTOŠOVÁ, M., DAVÍDEK, V. Číslicová technika. Praha:KOPP,2009. ISBN 978-80-7232-394-4. [2] HÄBERLE,H. a kol.Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Praha:Europa – Sobotáles, 2003. ISBN 80-86706-04-4. [3 ] Klopné obvody. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 9. 4. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Klopn%C3%BD_obvod [4] Základy číslicových obvodů: In: MFF UK: Elektronika [online]. 2010[cit. 9. 4. 2013]. Dostupné z: http://lucy.troja.mff.cuni.cz/~tichy/elektross/skripta/index.html

  19. Děkuji za pozornost 

More Related