mini analizator stanów logicznych.pdf

M I N I P R O J E K T Y

Wspólną cechą układów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest łatwość ich praktycznej

realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie układu wystarcza zwykle kwadrans. Mogą to być

układy stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w montażu i uruchamianiu,

gdyż ich złożoność i inteligencja jest zawarta w układach scalonych. Wszystkie projekty

opisywane w tej rubryce są wykonywane i badane w laboratorium AVT. Większość z nich

wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrębniona seria “Miniprojekty” o numeracji zaczynającej

się od 1000.

Miniaturowy analizator stanów logicznych

Analizator stanÛw

logicznych jest jednym

z podstawowych

narzÍdzi w pracowni

cyfrowej.

W artykule proponujemy

wykonanie analizatora,

ktÛry umoøliwia

testowanie pojedynczych

uk³adÛw scalonych.

W†naszym piúmie opisa-

no juø wiele analizatorÛw

stanÛw logicznych. By³y to

urz¹dzenia o†rÛønym stop-

niu komplikacji, pracuj¹ce

jako samodzielne uk³ady lub

jako modu³y do³¹czane do

komputera PC. Zawsze jed-

nak s³uøy³y jednemu celowi:

u³atwieniu wykonywania

i†testowania uk³adÛw cyfro-

wych.

Z†obserwacj¹ stanÛw lo-

gicznych w†budowanym

uk³adzie zawsze by³y trud-

noúci. PÛ³ biedy, jeøeli mu-

simy dowiedzieÊ siÍ o†zja-

wiskach zachodz¹cych

w†jednym punkcie badanego

uk³adu. Wystarczy wtedy

prosty prÛbnik stanÛw lo-

gicznych, a†w†ostatecznoúci

nawet dioda LED z†rezysto-

rem ograniczaj¹cym pr¹d.

Bardziej rozbudowane prÛb-

niki stanÛw logicznych po-

siadaj¹ wbudowane uk³ady

pozwalaj¹ce na detekcjÍ na-

wet bardzo krÛtkich impul-

sÛw szpilkowych, tak wiÍc

z†obserwacj¹ takich sygna-

³Ûw nie bÍdziemy mieli

k³opotÛw. ìSchodyî

zaczynaj¹ siÍ dopiero

w†sytuacji, kiedy musi-

my ogl¹daÊ przebiegi

wystÍpuj¹ce jednoczeú-

nie w†kilku punktach bada-

nego urz¹dzenia. Trudno so-

bie wyobraziÊ nawet dobrze

wyposaøon¹ pracowniÍ,

w†ktÛrej znajduje siÍ kilka

czy nawet kilkanaúcie prÛb-

nikÛw stanÛw logicznych,

ktÛrych i†tak nie by³oby

moøna naraz pod³¹czyÊ do

badanego uk³adu. Oczywiú-

cie, istniej¹ wielokana³owe

analizatory stanÛw logicz-

nych, lecz s¹ to urz¹dzenia

doúÊ skomplikowane i†kosz-

towne. Pozwalam wiÍc sobie

Rys. 1.

Elektronika Praktyczna 4/98

M I N I P R O J E K T Y

zaproponowaÊ Czytelnikom

budowÍ czegoú niezwykle

prostego, co w†wielu sytua-

cjach moøe u³atwiÊ nam

ciÍøkie øycie elektronika

specjalizuj¹cego siÍ w†cyf-

rÛwce.

Proponowany uk³ad zo-

sta³ nazwany analizatorem

stanÛw logicznych trochÍ

ìna wyrostî. Analizatory po-

zwalaj¹ zwykle na rejestracjÍ

zachodz¹cych w†uk³adzie

zjawisk w†czasie rzeczywis-

tym i†nastÍpnie odtworzenie

nagranej informacji w†do-

wolnym tempie. Nasze urz¹-

dzenie tego nie potrafi. Po-

zwala ono jedynie na obser-

wacjÍ stanÛw logicznych

wystÍpuj¹cych na wszyst-

kich 16 wyprowadzeniach

wybranego uk³adu scalone-

go lub maksymalnie w†16

punktach badanego uk³adu.

Nie oznacza to jednak, øe

proponowany uk³ad jest tyl-

ko zwyk³ym wyúwietlaczem

zbudowanym z†16 diod LED

i†wzmacniaczy steruj¹cych

tymi diodami.

cja jest przechowywana do

momentu dokonania nastÍp-

nego zapisu i†zobrazowana

za pomoc¹ 16 diod LED.

Urz¹dzenie jest úmiesznie

proste i†³atwe w†wykonaniu.

Nawet ma³o zaawansowany

hobbysta moøe go zbudowaÊ

w†krÛtkim czasie, a†koszt po-

trzebnych materia³Ûw nie

nadszarpnie z†pewnoúci¹ bu-

døetu rodzinnego.

macji do pamiÍci analiza-

tora ten zapis nie jest

w†jakikolwiek sposÛb syn-

chronizowany z†badanym

uk³adem, wiÍc taki sposÛb

jego pracy moøe nam daÊ

jedynie ogÛlny pogl¹d o jego

funkcjonowaniu.

2.Z†wyjúcia generatora mono-

stabilnego zbudowanego na

bramce IC3A. Generator ten

wytwarza krÛtki impuls

o†czasie trwania okreúlo-

nym pojemnoúci¹ C2 i†re-

zystancj¹ R3. Impulsy s¹

wyzwalane rÍcznie, za po-

moc¹ przycisku S1, a†uk³ad

z†kondensatorem C3 i†re-

zystorami R2 i†R4 s³uøy do

likwidowania skutkÛw od-

bijania stykÛw S1.

3.Z†dodatkowego wejúcia

CON3, ktÛre s³uøy do

synchronizowania analiza-

tora z†badanym uk³adem.

Na to wejúcie moøe byÊ

podany jeden impuls, po-

zwalaj¹cy na wykonanie

jednego ìzdjÍciaî lub ci¹g

impulsÛw umoøliwiaj¹cych

ci¹g³¹ obserwacjÍ zdarzeÒ

zachodz¹cych w†badanym

uk³adzie.

- Uk³ad powinien byÊ zasi-

lany napiÍciem stabilizo-

wanym o†wartoúci +5VDC,

doprowadzonym do z³¹cza

CON2. PobÛr pr¹-

du przez uk³ad

znajduj¹cy siÍ

w†stanie spoczyn-

ku jest pomijalnie

ma³y, natomiast

podczas pracy

zaleøy od czÍs-

totliwoúci odú-

wieøania zawar-

toúci buforÛw.

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

P1: potencjometr obrotowy

470k

(może być

zastąpiony przez 16

rezystorów o tej samej

wartości tak, jak w układzie

modelowym)

RP3, RP4: R−PACK SIP9

10..100k

Opis dzia³ania uk³adu

Schemat elektryczny pro-

ponowanego uk³adu jest po-

kazany na rys. 1 . Jak widaÊ,

wzmianka o†jego prostocie

nie by³a przesadna: zaledwie

trzy tanie i†³atwo dostÍpne

uk³ady scalone!

Najwaøniejszymi elemen-

tami uk³adu s¹ dwa oúmio-

krotne przerzutniki - zatrzas-

ki IC1 i†IC2 typu 74HCT574

(moøna zastosowaÊ takøe

74LS574). Kaødy z†wbudo-

wanych w†struktury tych

uk³adÛw przerzutnikÛw ste-

ruje, za poúrednictwem re-

zystorÛw ogranicza-

j¹cych pr¹d, diod¹

LED. ZawartoúÊ

przerzutnikÛw

Ω

R3, R2: 100k

Ω

Kondensatory

C1: 10

F/10V

C5: 100nF

Półprzewodniki

D1..D16: LED

1mm

o dowolnym kolorze

IC1, IC2: 74HCT574 lub

74LS574

IC3: 4093

Różne

CON1: PINBOX 8X2

CON2: ARK2 (3,5mm)

CON3: 2 goldpiny

SW1: 2x3 goldpin + jumper

S1: przycisk RESET do

lutowania w płytkę

Odcinek przewodu

taśmowego 16−żyłowego

o długości ok. 20cm

Wtyk zaciskowy 16−pinowy

16 miniaturowych chwytaków

pomiarowych

Kompletny uk³ad i p³ytki druko -

wane s¹ dostÍpne w†AVT pod

oznaczeniem AVT-1178.

Nasz przyrz¹d moøemy

traktowaÊ jako ìaparat foto-

graficznyî mog¹cy wykony-

waÊ ìzdjÍciaî badanego

uk³adu scalonego w†trzech

trybach.

1.ìZdjÍcieî jest wyzwalane

rÍcznie za pomoc¹ przycis-

ku umieszczonego na p³yt-

ce uk³adu.

2.ìZdjÍciaî s¹ wykonywane

sekwencyjnie, a†sygna³ wy-

zwalaj¹cy jest pobierany

z†wewnÍtrznego generatora

o†p³ynnie regulowanej czÍs-

totliwoúci.

3.Rejestracja nastÍpuje pod

wp³ywem sygna³u pobiera-

nego z†w³aúciwego punktu

badanego uk³adu.

W†kaødym wypadku za-

pisana w†buforach informa-

jest odúwieøana podczas do-

datniego zbocza impulsu ze-

garowego, ktÛry moøe byÊ

pobierany z†trzech ürÛde³:

1.Z†wyjúcia generatora asta-

bilnego, zbudowanego na

bramce Schmitta IC3C.

CzÍstotliwoúÊ generowane-

go sygna³u, a†tym samym

czÍstotliwoúÊ odúwieøania

zawartoúci buforÛw, moøe

byÊ regulowana w†szero-

kim zakresie za pomoc¹

potencjometru P1. Z†war-

toúciami elementÛw poda-

nymi na schemacie czÍs-

totliwoúÊ ta wynosi od 0,2

do 150 Hz i†moøe byÊ

³atwo zmieniona przez

wymianÍ kondensatora C1

na inn¹ wartoúÊ. Przy

takim trybie zapisu infor-

Montaø

i uruchomienie

Na rys. 2 poka-

zano mozaikÍ úcieøek

p³ytki drukowanej wy-

konanej na laminacie

dwustronnym oraz roz-

mieszczenie na niej ele-

mentÛw.

Montaø wykonujemy

w†typowy sposÛb, rozpo-

czynaj¹c od elementÛw

o†najmniejszych gabary-

tach, ktÛrymi w†tym

przypadku bÍd¹ wyj¹tko-

wo diody LED. W†uk³a-

dzie modelowym zasto-

sowano miniaturowe

diody LED o†úrednicy

1mm, doúÊ rzadko stoso-

wane w†naszych kon-

strukcjach. Diody zosta-

³y umieszczone dooko³a

narysowanego na p³ytce

symbolu uk³adu scalone-

Rys. 2.

Elektronika Praktyczna 4/98

RP1, RP2: R−PACK DIL16

100..200

R1: 1k

R4: 1M

C2: 1nF

C3: 100nF

C4: 220

M I N I P R O J E K T Y

go, tak øe ³atwo zorientowaÊ

siÍ, stan ktÛrej z†nÛøek dana

dioda obrazuje. Diody musi-

my wlutowaÊ bardzo staran-

nie, w†dwÛch rÛwnych sze-

regach. Katody diod zazna-

czone s¹ ma³ym zgrubieniem

na odpowiadaj¹cych im nÛø-

kach.

Po wlutowaniu diod

reszta montaøu przebiega juø

typowo. Pod uk³ady scalone

radzÍ zastosowaÊ podstawki.

Nasz uk³ad przeznaczony

jest do badania przebiegÛw

w†urz¹dzeniu zasilanym tak-

øe napiÍciem +5V i†omy³ko-

we do³¹czenie go do wyøsze-

go napiÍcia moøe spowodo-

waÊ uszkodzenie buforÛw.

Jako ostatnie wlutowujemy

w†p³ytkÍ kondensator elek-

trolityczny i†PINBOX, ktÛry

pos³uøy do do³¹czenia do

uk³adu przewodu pomiaro-

wego.

Kabel pomiarowy wyko-

nujemy z†odcinka przewodu

taúmowego 16-øy³owego, za-

koÒczaj¹c go z†jednej strony

wtykiem zaciskowym,

a†z†drugiej 16 miniaturowy-

mi chwytakami pomiarowy-

mi. Taki kabel pozwoli na

badanie zarÛwno jednego

uk³adu scalonego, jak i†wie-

lu odleg³ych od siebie pun-

ktÛw w†badanym urz¹dze-

niu. Jedynie montaø wtyku

zaciskowego moøe przyspo-

rzyÊ mniej doúwiadczonym

Czytelnikom trochÍ k³opotu,

ale s¹dzÍ, øe za pomoc¹ ma-

³ego imad³a úlusarskiego (na-

wet Czytelnikom obdarzo-

nym krzep¹ Zbyszka z†Bog-

daÒca odradzam zaciskanie

wtyku palcami) dacie sobie

z†tym radÍ.

Uk³ad modelowy nie by³

nigdy umieszczony w†obu-

dowie i†dlatego zamiast prze-

³¹cznika SW1 zastosowano

jumper. Jest to doúÊ wygod-

ne rozwi¹zanie, ktÛre mogÍ

poleciÊ takøe Czytelnikom.

Uk³ad zmontowany ze

sprawdzonych elementÛw

nie wymaga oczywiúcie ani

uruchamiania, ani øadnej re-

gulacji. Po do³¹czeniu napiÍ-

cia zasilaj¹cego dzia³a na-

tychmiast poprawnie, a†przy

wejúciach ìwisz¹cych w†po-

wietrzuî úwiec¹ siÍ wszyst-

kie diody LED.

Warto jeszcze powie-

dzieÊ parÍ s³Ûw na temat do-

³¹czania naszego analizato-

ra do badanego uk³adu. Za-

stosowanie w†uk³adzie

chwytakÛw pomiarowych po-

dyktowane zosta³o chÍci¹

zwiÍkszenia uniwersalnoúci

urz¹dzenia, lecz nie zawsze

jest wygodne. Do³¹czenie 16

chwytakÛw do koÒcÛwek

jednej kostki wymaga duøej

zrÍcznoúci i†dlatego radzÍ

Wam zaopatrzyÊ siÍ w†klips

pomiarowy (dostÍpny m.in.

w†AVT) nak³adany na uk³ad

scalony. Element ten posia-

da szeroko rozstawione wy-

prowadzenia, umoøliwiaj¹ce

³atwe do³¹czenie do nich

chwytakÛw.

Zbigniew Raabe, AVT

Elektronika Praktyczna 4/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: