В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Следует запомнить несколько полезных советов:

• в тех случаях, когда требуется развязка между элементами схемы, то есть требуется обеспечить, чтобы одна часть схемы не влияла на работу другой части схемы, применяют развязывающий элемент (буфер). В качестве развязывающего элемента можно использовать логические элементы И или ИЛИ, объединив (закоротив) их входы;

• в тех случаях, когда логические элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ в схеме не все использовались, их можно применить в качестве инверторов. Такой способ более удобен, нежели установка дополнительных интегральных микросхем с инверторами; иногда в схеме необходима всего одна операция инвертирования, тогда проще использовать в качестве инвертора транзистор.

Очень широко в радиолюбительской практике применяются микросхемы серии МОП и КМОП — К176, К561 и 564. Микросхемы К176 по принципу работы и конструктивному оформлению аналогичны микросхемам серии К155. Так, например, микросхема K176ЛA7, как и микросхема K155ЛA3, содержит в своем корпусе четыре логических элемента 2И-НЕ. Но всегда следует помнить: аналогичные по функциональному назначению микросхемы серий К176 и К155 не взаимозаменяемы! Дело в том, что микросхемы серии К176 рассчитаны на номинальное напряжение питания 9 В ±5 %, хотя и сохраняют работоспособность при напряжении в пределах 4,512 В. И напряжение логических уровней у них неодинаково.

При напряжении питания 9 В напряжение низкого уровня, соответствующее логическому 0, не более 0,3 В (для микросхемы серии К155 — не более 0,4 В), а высокого уровня — не менее 8,2 В (для микросхемы К155 — не менее 2,4 В). Все это и некоторое другое не позволяют непосредственно подключать микросхемы серии К176 к микросхемам серии К155 и, следовательно, использовать их для совместной работы в одной конструкции.

Основное достоинство микросхем серии К176 — их экономичность. По сравнению с микросхемами серии К155 они потребляют от источника питания энергии во много раз меньше. Например, микросхема К176ИЕ2 — счетчик импульсов — потребляет от источника питания ток около 100 мкА, а ток, потребляемый микросхемой К155ИЕ2 (тоже счетчиком импульсов), достигает 50 мА. Объясняется это тем, что основой микросхемы серии K176 служат полевые транзисторы структуры МОП (металл-окисел-полупроводник), а не биполярные транзисторы, как в микросхемах ТТЛ.

В связи с этим изменяется и уровень сигналов, подаваемых на управляющие входы микросхем.

Не следует забывать еще одну особенность микросхем серии К176: на них губительно действуют электростатические заряды!

Вот несколько советов, предупреждающих эти неприятности.

1. При хранении выводы микросхемы должны быть обернуты фольгой.

2. Чтобы исключить случайный пробой полевых транзисторов микросхемы статическим электричеством во время монтажа, статические потенциалы электропаяльника, паяемой детали и тела самого монтажника должны быть уравнены и сведены к минимуму.

3. Целесообразно паяльник подключать к сети через разделительный трансформатор, а металлическую пластину, закрепленную на ручке паяльника голым проводом, соединить с заземлением (металлическими трубами) через резистор сопротивлением 1 МОм. Мощность паяльника должна быть в пределах 25…40 Вт. Время пайки каждого вывода не должно превышать 3 с.

4. Пайку микросхем серии К176 следует начинать с выводов питания, временно включив между проводами питания на плате резистор сопротивлением 1…2 кОм.

5. И еще одно предупреждение: напряжение питания устройства на микросхемах серии К176 необходимо включать до подачи на его вход управляющих сигналов.

УГО микросхемы K176ЛA7 показано на рис. 7.12. Оно отличается от микросхемы К155ЛА3 только нумерацией выводов двух средних (по схеме) логических элементов 2И-НЕ. Плюсовой провод источника питания соединяют с выводом 14 , а минусовой — с выводом 7 .

Рис. 7.12. УГО микросхемы К176ЛА7

7.4.1. Автомат «бегущий огонь»

Предлагаемая на рис. 7.13 схема автомата «бегущий огонь» отличается от других ранее опубликованных схем простотой настройки и изготовления. В ней микросхема DD1 служит генератором, a DD2 — счетчиком с встроенным Дешифратором. Скорость переключения светодиодов меняется при помощи переменного резистора R2. Для автомата «бегущий огонь» можно использовать любые светодиоды, например типа AЛ307. Резистор R3 можно не ставить, если используется питание меньше 12 В. Микросхема К561ИЕ8 это выдерживает.

Рис. 7.13. Схема автомата «Бегущий огонь»

Из автомата «бегущий огонь» можно получить игрушку «Казино», если пронумеровать светодиоды, расположить их по кругу и поставить тумблер S1. Для разделения на сектора можно использовать разноцветные светодиоды. Для дальнейшего упрощения схемы игрушки можно вместо генератора на микросхеме DD1 использовать антенну — кусок любого провода длиной 10…50 см (рис. 7.14). Игрушка работоспособна вблизи электропроводки, но при достаточной длине провода антенны функционирует практически везде в квартире.

Рис. 7.14. Игрушка «Казино»

Для маленьких детей, любящих играть с игрушечными автомобилями, неплохим подарком станет светофор, реализованный на хорошо известной микросхеме К561ЛА7 (рис. 7.15).

Рис. 7.15. Схема игрушки «Светофор» на микросхеме K561ЛA7

Помимо, прочего, эта игрушка несет в себе полезную воспитательную нагрузку — учит малышей обращать внимание на светофор в реальной жизни. Времязадающая цепь R2, С2 определяет частоту переключения зеленого и красного светодиодов, а цепь C1, R1 определяет время горения желтого светодиода.

Попытка реализовать такой светофор на микросхеме К561ЛП2 не принесла успеха вследствие малой мощности выходных каскадов этой микросхемы. Зато на более современной микросхеме К1554ЛП5 светофор можно сделать с большим количеством светодиодов и, следовательно, более ярким, как показано на рис. 7.16.

Рис. 7.16. Схема игрушки «Светофор» на микросхеме К1554ЛП5