38. Модель «бегущие огни» световой рекламы и новогодней елочки

Простейшим электронным устройством, позволяющим «гонять по кругу» огоньки светодиодов, является регистр сдвига. Его вы собирали из микросхем К155ТМ2 (см. § 33). Модель будет значительно проще изготовить, если имеются микросхемы более высокой степени интеграции. Например, при увеличении числа двоичных разрядов до 8 используются два корпуса или один корпус являющиеся, соответственно, четырех- и восьмиразрядным универсальными сдвиговыми регистрами. Микросхема имеет несколько управляющих и информационных входов (рис. 175). Вход служит для сдвига информации, имеющейся на регистре. На вход подаются положительные импульсы, если нужно записать информацию на выходе Запись осуществляется, если на дополнительном управляющем входе имеется высокий уровень напряжения, при низком уровне разрешается сдвиг, т. е. с помощью входа регистр можно сделать параллельным или последовательным. Входы предназначены для параллельной записи кода в регистр по синхроимпульсу. Для последовательной записи служит вход VI, информация с него записывается в первый разряд регистра в режиме сдвига. Если соединить выход последнего разряда со входом VI, то получится кольцевой регистр сдвига.

X Микросхема (рис. 176) является самой большой по численности элементов по сравнению с другими, рассмотренными выше микросхемами, но логика ее работы более проста, чем, например, логической микросхемы Логическая

Рис. 175. Условное обозначение регистра сдвига на микросхеме

Рис. 176. Микросхема — универсальный восьмиразрядный регистр сдвига

структура этого универсального восьмиразрядного регистра состоит из 55 элементов — восьми -триггеров и 47 управляющих логических элементов. Каждый из них, в свою очередь, включает один или несколько базовых элементов И-НЕ, схема которого показана на рисунке 177. Попробуйте теперь представить, сколько времени пришлось бы потратить даже профессиональному радиомонтажнику, чтобы собрать без ошибки такую сложную схему из отдельных резисторов, диодов и транзисторов. Кроме того, в результате было бы получено громоздкое и дорогое электронное устройство, в обозначении которого, конечно, не было бы буквы К (помните, что она означает?). Для юных радиолюбителей она была бы недоступна.

Рис. 177. Базовый элемент И-НЕ

Универсальный восьмиразрядный регистр удобен для демонстрации сдвига различных кодов и перемещения в разных направлениях светящихся точек светодиодов. Сдвиг вправо и влево осуществляется в микросхеме по тактовым импульсам, поступающим на вход С, при определенном состоянии входов и Для сдвига вправо на них, соответственно, должны быть логические уровни 1 и 0, а при сдвиге влево — 0 и 1. Если на этих входах низкий уровень, т. е. поданы логические 0, то сдвиг запрещен. При сдвиге вправо последовательная информация поступает на вход при сдвиге влево — на вход Для записи двоичных чисел в регистр в параллельном коде используются входы Управление работой регистра осуществляется так же, как и в случае использования Для включения светодиодов используется источником синхронизирующих импульсов является мультивибратор. Его частота подбирается так, чтобы получить наилучший эффект от «бегущих огней».

Если перемещается только один «огонек», например в гирлянде новогодней елочки, то схему проще всего построить на основе использования двоично-десятичного счетчика работу которого мы рассмотрели выше. Чем больше последовательно включите счетчиков, тем больший путь будет «пробегать огонек». Структурная схема одной гирлянды показана на рисунке 178. Она включает известные вам микросхемы и светодиоды Принципиальную схему мы не приводим специально, так как составить ее из известных блоков начинающим радиолюбителям вполне под силу

Итак, путь от цепи имитации карманного фонарика в начале книги до структурной схемы цифрового автомата в ее конце пройден.

Рис. 178. Структурная схема счетчика импульсов