Триггер Шмитта - это цифровой логический вентиль, предназначенный для арифметических и логических операций. Он обеспечивает ВЫХОД в зависимости от уровня входного напряжения. Триггер Шмитта имеет ПОРОГ напряжения, когда входной сигнал, подаваемый на затвор, имеет уровень напряжения выше, чем ПОРОГ логического элемента, ВЫХОД становится ВЫСОКИМ. Если уровень сигнала INPUT ниже THRESHOLD, OUTPUT гейта будет LOW.
В выбранной микросхеме за вентилем триггера Шмитта следует вентиль НЕ, поэтому мы получаем логический ВЫХОД, противоположный ВЫХОДУ триггера Шмитта. Таким образом, ВЫХОД ИНВЕРТИРОВАННОГО триггера Шмитта будет НИЗКИМ, когда уровень напряжения ВХОДНОГО сигнала пересекает пороговый уровень затвора, во всех остальных случаях ВЫХОД будет ВЫСОКИМ.
Здесь мы собираемся использовать для демонстрации микросхему 74LS14, в которой есть 6 триггерных вентилей Шмитта. Эти ШЕСТЬ ворот подключаются внутри, как показано на рисунке ниже.
Эти вентили имеют ограничения по рабочему напряжению и входной логической частоте. Если эти ограничения не учитываются, микросхема может необратимо выйти из строя, поэтому при выборе логических вентилей следует обратить внимание на них.
Составные части
Источник питания (5В)
Резисторы 1 кОм, 220 Ом
74LS14 HEX SCHMITT TRIGGER GATE IC
1 светодиод, кнопка
Конденсатор 100 нФ
Подключение проводов и макета
Принципиальная схема и объяснение
Таблица истинности инвертированного триггера Шмитта показана на рисунке ниже.
Как показано на принципиальной схеме, вентиль инвертированного триггера Шмитта имеет один выход для одного входа. Согласно таблице истинности, выход логического элемента НЕ будет высоким, когда входной сигнал низкий. Выход логического элемента НЕ должен быть низким, когда вход высокий.
Таким образом, вентиль НЕ обеспечивает выход, который является инвертированной логикой входа, за исключением того, что уровень напряжения входного сигнала должен пересекать ПОРОГОВОЕ напряжение вентильного элемента триггера Шмитта. В противном случае вентиль НЕ, за которым следует триггер Шмитта, не увидит никакого ВХОДА, и поэтому ВЫХОД всегда будет ВЫСОКИМ.
В этой схеме мы собираемся подтянуть оба входа затвора к земле через резистор 1 кОм. И тут вход подключается к питанию через кнопку.
Таким образом, когда кнопка нажата, соответствующий штифт ворот становится высоким. Таким образом, с помощью этой кнопки мы можем реализовать таблицу истинности перевернутого триггера Шмитта. Когда кнопка нажата, на входе будет высокий уровень, на выходе - низкий, поэтому светодиод должен погаснуть. Когда кнопка будет отпущена, вход станет НИЗКИМ, при этом ВЫХОД будет ВЫСОКИМ, и светодиод должен загореться.
Эти понижающие резисторы необходимы, так как выбранный ЧИП запускает положительный фронт. Если не учитывать резистор, схема может дать непредсказуемые результаты.
Конденсатор здесь предназначен для нейтрализации эффекта подпрыгивания кнопки. Хотя конденсаторы здесь не обязательны, их установка может облегчить работу затвора. Основное назначение триггерного затвора Шмитта - свести на нет эффект отскока кнопок.