Сотворим вместе

В схеме простой “мигалки” используется микросхема КР580ГФ24 (аналог Intel8224), входящая в микропроцессорный комплект отечественной 580 серии микросхем. Микросхема КР580ГФ24 – генератор тактовых импульсов, формирующая сигналы для микропроцессора КР580ВМ80А.

На текущий момент среди цифровых микросхем КР580ГФ24 имеет низкую стоимостью; её можно купить даже за 30 копеек .

Содержание темы:

1. Электрическая схема и сборка на макетке.
2. Последовательность сборки.
3. О внутреннем устройстве микросхемы КР580ГФ24.
4. Варианты заданий по схемотехнике.

1. Электрическая схема и вариант сборки на макетке:

В микросхеме есть семь выходов, к которым подключаются светодиоды с токоограничивающими резисторами. Частота мигания семи светодиодов зависит от ёмкости конденсатора, подключенного к его двум входам.



D1 – КР580ГФ24; R1-R7 – 10 кОм; R8 – 1 кОм; С1 – 47,0-470,0 мкФ.

О питании микросхемы:
Для стандартной схемы включения у микросхемы КР580ГФ24 имеется три вывода питания (GND, +5v и +12v). Но в данной схеме два плюсовых вывода 9 и 16 подключаются к одной положительной линии питания VCC (+5 вольт), а линия GND - к выводу 8 микросхемы.
В сборке использованы резисторы R1-R7 – 10 кОм и яркие (8 Сd), но не дорогие светодиоды зелёного цвета свечения. Светодиоды анодами подключены к линии питания VCC. Величина тока, протекающая через один светодиод, составляет около 0,2 мА. Максимально допустимая величина тока, протекающая через выход микросхемы, на порядок больше (смотрите описание на мс), что допускает или подключение к каждому выходу нескольких цепей с аналогичными светодиодами и резисторами или использование менее ярких светодиодов с уменьшением величины токоограничивающих резисторов R1-R7. Частота перемигивания светодиодов задаётся конденсатором C1.

При выполнении работы, помимо правильной сборки схемы, может отрабатываться навык аккуратной формовки резисторов и светодиодов.

2. Последовательность сборки:

2.1. Установите три перемычки для питания микросхемы.
2.2. Установите резистор R1 и светодиод VD1.
2.3. Установите конденсатор C1 (например: 47,0 мкФ) и резистор R8.
После подачи питания светодиод VD1 должен мигать.



D1 – КР580ГФ24; R1-R7 – 10 кОм; R8 – 1 кОм; С1 – 47,0-470,0 мкФ.

2.4. Последовательно попарно (резистор и светодиод) установите резисторы R2-R5 и светодиоды VD2-VD5.
После установки каждой пары и подачи питания любой из светодиодов должен мигать (согласно логике работы микросхемы).
2.5. Установите резистор R6 и светодиод VD6. После подачи питания через короткий интервал времени светодиод VD6 должен постоянно светиться.
2.6. Установите перемычку между выводами 1-2 мс D1.
После подачи питания светодиод VD6 должен мигать.
2.7. Установите резистор R7 и светодиод VD7. После подачи питания через короткий интервал времени светодиод VD7 не должен светиться.
2.8. Установите перемычку между выводами 2-3 мс D1.
После подачи питания светодиод VD7 должен мигать, а светодиоды VD6 и VD7 между собой перемигиваться.
2.9. Установите кнопку K1.
После подачи питания при нажатии кнопки несколько по другому будут меняться состояния светодиода VD5.

Если данная работа выполняется после знакомства с D-триггерами, то поясните состояние светодиодов VD5-VD7 в пунктах 2.4 – 2.8.

3. Структура микросхемы КР580ГФ24.

В состав микросхемы КР580ГФ24 входит генератор опорной частоты, делитель частоты на девять с формирователем сигналов на выводах C1, C2, С, два D-триггера и несколько простых логических элементов.



Изображение из справочника "Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем". "Радио и Связь", Том 1.

Временная диаграмма микросхемы:



Между временными интервалами t1 и t3 – девять тактов сигнала OSC. Далее показаны состояния переключения сигналов C1, С2 и С (C2 совпадает с С). Состояние инверсного сигнала STB на выводе 7 показано при наличии логической единицы на входах 5 и 2. Состояние сигналов SR и RDY зависит соответственно от состояния на выводах 2 и 3 микросхемы, при этом момент фиксации состояния на выходах триггеров происходит по положительному перепаду внутреннего сигнала 2C (момент времени t2), спустя один такт сигнала OSC при высоком логическом уровне на выводе С2.

4. Варианты заданий по схемотехнике:

Набор триггеров, простых логических элементов микросхемы (2И, 2ИЛИ-НЕ), свободных трёх входов (выводы 2, 3, 5) и трёх зависимых от состояния входов выходов (выводы 1, 4, 7), позволяет кроме сборки простой “мигалки” сформировать простые задания по схемотехнике, например:

- Нарисовать схему и выполнить сборку так, чтобы на выходе 7 можно было наблюдать форму отрицательного сигнала STB соответствующей форме на временной диаграмме.

Нарисовать схему и выполнить сборку так, чтобы:
- на выходе 7 был уровень логического нуля;
- на выходе 7 был уровень логической единицы;
- на выходе 1 был уровень логического нуля;
- на выходе 1 был уровень логической единицы;
- на выходе 4 был уровень логического нуля;
- на выходе 4 был уровень логической единицы;
- на выводе 1 наблюдать сигнал, который является результатом деления сигнала OSC на 18,
- и другие.



При выполнении заданий и проведении исследований режимов работы микросхемы рекомендуется изменить положение светодиодов. Их катоды следует подключить к линии GND, а аноды к резисторам, чтобы уровень логической единицы соответствовал включённому состоянию светодиода. В этом случае необходимо использовать резисторы 10 кОм. Для удобства наблюдения за состояниями светодиодов величину конденсатора C1 желательно увеличить до 1000,0 – 2000,0 мкФ.