Форма входа

Поиск



Счетчик посетителей

Рейтинг@Mail.ru

Разработано jtemplate модули Joomla

Задающие генераторы

В современных микроконтроллерах для тактирования всех процессов широко применяются встроенные задающие генераторы. Сейчас даже применяются тактовые генераторы, которые даже могут работать без внешних элементов обвязки. Однако, в некоторых случаях все же может понадобится и отдельный внешний тактовый генератор. В данной статье представлено несколько схем простейших задающих тактовых генераторов для цифровых схем.

Простые логические элементы иногда используются не прямому назначению. Например, практически любой логический элемент путем введения обратных связей можно перевести в линейный режим работы, что позволяет использовать такой элемент в схеме задающего тактового  генератора. Ниже приведено несколько схем таких генераторов.

Первая схема собрана на трех инверторах. Конденсатор C1 и резисторы R1 и R2 создают времозадающую цепочку. Разберемся, как работает такой генератор. Начнем рассмотрение с того момента, когда на входе D1 низкий логический уровень (то есть 0). На выходе D1 соответственно единица, а на выходе D2 опять ноль, так как все это инверторы. Для разбора таких схем нужно понять роль конденсатора. Пока конденсатор не заряжен, его можно представить, как короткозамкнутый проводник. По мере заряда, ток через него постепенно уменьшается. Полностью заряженный конденсатор можно представить как изолятор или отсутствие соединения. Вернемся к схеме. В рассматриваемый нами момент времени, на правой обкладке конденсатора C1 логическая единица. То есть она практически соеденена с общим проводом. В начальный момент конденсатор разряжен. Поэтому схему можно представить так, что точка соединения R1, R2 и C1 сидит на общем проводе. При этом на входе D1 подтверждается наличие нуля. Это устойчивое состояние. Инвертор D3 еще раз инвертирует сигнал и единица с его выхода через резистор R2 заряжает конденсатор. По мере зарядки конденсатора его внутреннее сопротивление растет, напряжение в точке соединения R1, R2 и C1 постепенно увеличивается и в какой то момент оно вырастает на столько, что элемент D1 воспринимает его как логическую единицу.

Все логические элементы - это пороговые устройства. Когда входное непряжение превышает порог, напряжение на выходе резко переключается в другое состояние. В нашем случае все элементы переключаются. На выходе D1 появляется логический ноль, На выходе D2 - логическая еденица. На выходе D3 соответственно опять ноль.В результате на правую обкладку C1 поступит высокий логический уровень и он начнет перезаряжаться. При этом в точке соединения R1, R2 и C1 напряжение станет даже выше, чем напряжение логической единицы, так как к высокому уровню сигнала на выходе D2 добавится напряжение на заряженном конденсаторе. Поэтому единица на входе D1 подтвердится. Это тоже устойчивое состояние и схема будет находиться в нем пока конденсатор не перезарядится. Затем процес повторится. В результате на выходе схемы мы получим прямоугольные импульсы, которыке мы можем использовать, как тактовые для работы самых различных схем.

Приведеная выше схема лишь одна из многих возможных. Ниже приведены еще две схемы генераторов.


В обоих схемах в качестве инверторов применяются элементы "2И-НЕ". Для того, что бы превратить любой элемент "И-НЕ" в инвертор, достаточно соединить вместе все его входы. В последней приведенной схеме вместо конденсатора применен кварцевый резонатор. Кварцевый резонатор применяется для получения сигналов со стабильной частотой колебаний. Кварц обладает резонансными свойствами с очень высокой добротностью и стабильностью частоты резонанса.

Книга по микроконтроллерам