74HCT4044 (R/S Flip Flop)

[oculus f. (oculusfelis)]

Hallo liebe leute.
Vorweg: das hier ist mein erster Beitrag oder eher gesagt meine erste 
Frage hier. Nehmt mich also nicht bitte direkt auseinander :)

In der letzten Zeit hat mir dieses Forum echt gut geholfen, daher die 
Anmeldung.

Aber nun zum Thema:
Ich baue gerade eine Versuchsschaltung auf in der mehrere RS-Flip Flops 
(74HCF4044BE) durch zwei 4-to-16 Bit decoder ein- bzw. ausgeschaltet 
werden sollen (es ist immer nur ein Decoder aktiv) In der Skizze habe 
ich fälschlicher Weise beide mit ...-1 bezeichnet, bei dem unteren 
gehört natürlich ...-2 hin.

Als Decoder benutze ich den 74HC4514 (aktive high) (einen zum 
Einschalten der Flip Flops, einen zum Ausschalten der Flip Flops)

Der Decoder lässt sich ohne Probleme ansteuern und läuft auch schön und 
reibungslos. Allerdings bekomme ich bei dem Flip Flops langsam aber 
sicher die Krise.

Bei den Dingern tut sich mal so gar nichts.. Laut Datenblatt soll auf 
den Enable eine Positive Spannung drauf und auf die R bzw. S dann ein 
Signal zum Ein- oder Ausschalten (siehe Skizze).

Wenn ich S oder R ein Signal gebe fällt die Spannung beim Ausgang auf 0 
ab. Wenn kein Signal anliegt bleibt der Ausgang auf High. Wenn ich R 
wegnehme bleibt er auf 0, wenn ich anstatt R, S wegnehme bleibt er auch 
auf 0 und wenn ich beide wegnehme geht er wieder hoch auf High... 
irgendwie komisch das ganze. Läuft prinzipiel wie ein Inverter gerade, 
aber das währ ja an der sache direkt vorbeigeschossen (Siehe Grafik mit 
Pegeln für den 4044er). Naja und halten tut er den Zustand ja auch 
nicht...


Ich wollte den 4044 benutzen da er (so habe ich das mal irgendwo 
gelesen, beim einschalten kein Signal im Ausgang hat).

Wo liegt mein Fehler?
Schon mal vielen Dank für Antworten und natürlich hilfreiche Kritik, 
davon kann ich glaub grad was gebrauchen.

[Ralf G. (old-school)]

R und s sind LOW aktiv und wenn beide auf 0 sind ist auch Q = 0

S  R  EN Q
X  X  L  Z
L  L  H  L
L  H  H  H
H  L  H  L
H  H  H  no change

[Hmm (Gast)]

Lies mal das Datenblatt vom 4044 und vom Decoder.

Das Flip-Flop wird mit Low-Pegeln gesetzt und elöscht.
Der Decoder andererseits gibt High aus, wenn auf den A-Leitungen der 
entsprechende Code gesetzt ist.

[oculus f. (oculusfelis)]

Hey, erst mal ein wow das das so schnell ging. Aber genau so denk ichs 
mir ja.

      Decoder 1
      |  Decoder 2
      |  |
      |  |  Resetleitung
      |  |  |
      S  R  EN Q
      X  X  L  Z
      L  L  H  L
      L  H  H  H
      H  L  H  L
      H  H  H  no change

Wenn ich auf der Resetleitung (EN) High habe, was der Anfangszustand 
ist, und beide Decoder abgeschaltet sind, müsste ich auf dem Q einen Low 
haben.
Da ist aber ein High drauf.

Ich gehe jetzt mal nur von einer Datenleitung Decoder->FF aus.

Jetzt schalte ich Decoder 1 ein (der Flip Flop müsste immer noch im Q 
auf Low sein).

Decoder 1 wird deaktiviert

.... argghhh......

Alles klar :D

Dann sollte ich als Decoder wohl besser zum 74HC154 greifen oder?!

Es waren 6 Stunden heute! :D
Aber vielen Dank trotzdem leute :)

Aber warum ist denn dann bei

     S  R  EN Q
     L  L  H  L

mein Q = H?
Das macht doch irgendwie keinen Sinn oder liegt das daran das der chip 
nicht voll beschaltet ist? Habe gerade festgestellt, nachdem ich ne LED 
drangängt habe das da voll die disko abgeht wenn ich mit der hand drüber 
gehe...

[dolf (Gast)]

falscher decoder b.z.w. ff?
4514 aktiv h.
4515 aktiv l.

4044-->rs ff mit nand.
4043-->rd ff mit nor

ich würde den 4514 mit dem 4043 kombinieren oder den 4515 mit dem 4044.
denk drann das die ff den verbotenen zustand r=s h oder r=s l haben.
du kannst den dekoderausgängen inverter nachschalten dann geht´s auch 
mit der falschen kombination.
cmos eingänge müssen immer beschaltet sein.

[oculus f. (oculusfelis)]

Ich probiers morgen mit nem anderen Decoder. wie oben gesagt den 74hc154 
der is active=low (den hatte ich auch bis heute morgen noch in der 
schaltung.. wie ralf und hmm gerade schon geschrieben haben: wer das 
datenblatt lesen kann is klar im vorteil :D ), davon hab ich hier noch 4 
stk rumfliegen... hab nur diese ff's da und das bisschen umstricken... 
:D

sonntags sind die läden zu da bekomm ich ja nix. :D

müssen die ausgänge beim cmos auch beschaltet sein, oder kann ich die 
auflassen zum testen?

lg :)

[Hmm (Gast)]

>.... argghhh......
>Es waren 6 Stunden heute! :D

Ja, so geht das manchmal. Mach Dir nix d'raus.

[Frank S. (franksanderdo)]

Moin Oculus,

wenn Du sagst "beide Decoder abgeschaltet" sind dann die Decoderausgänge 
= Z?
Wenn dem so ist, dann wären deine R und S Eingänge am FF undefiniert 
weil quasi unbeschaltet.

Grüße
Frank

[oculus f. (oculusfelis)]

Hallo Frank,
mit abgeschaltet meine ich natürlich das sie über den Enable deaktiviert 
sind :)

Ich habe die Schaltung jetzt umgestrickt und die beiden 4514 durch 2 
154er ersetzt. Die Decoder arbeiten wie gewollt mit aktive=low.

Wenn S1-S6 alle LOW sind, sind alle Q Ausgänge bei den Decodern auf 
HIGH.
Wenn S5 HIGH ist, folgt der Decoder 1 der Binäreingabe S1-S4, der 
entsprechende Q Ausgang ist dann LOW. Bei Decoder 2 bleiben alle 
Ausgänge auf HIGH. Genauso auch wenn 5 LOW und 6 HIGH ist mit dem 
Unterschied das dann Decoder 2 am schalten und walten ist.

Zu meinem Problem:

Ich nenne die 4044er ab sofort "ärgert mich zu tode-FF" :)

Ich habe alles so verdrahtet wie es auf der Skizze zu erkennen ist.
Wenn alle Haupteingänge S1-S6 LOW sind, geht beim FF Q1 und Q2 auf 
HIGH..

Schalte ich den ersten Decoder zu geht Q1 beim FF LOW. Schalte ich den 
Decoder wieder ab wird Q1 wieder HIGH. Q2 am FF zeigt sich total 
unberührt von dieser Aktion. Q2 sollte laut wahrheitstabelle ja 
eigentlich auf low sein...

Wenn ich nur S1 (was eigentlich die Decoder steuern sollte) auf HIGH 
setze tut sich auch was am FF bei Q1 und Q2. Zustände sind aber 
unbestimmt. (blinkt beim Wechsel zu HIGH, LOW fröhlich vor sich hin).

Weiterhin spakt der 4044 auch noch rum wenn ich meine Hand in die nähe 
bewege. Ist das ding wirklich so empflindlich?!!

Wenn ich nach der Wahrheitstabelle der FFs gehe müsste beim Startzustand 
(alle S1-S6 LOW) dieser Zustand hergestellt sein (was die decoder auch 
liefern lt. Messung am Eingang des FF)

S  R  EN Q
X  X  L  Z
L  L  H  L
L  H  H  H
H  L  H  L
H  H  H  no change  <<<< Startzustand

Ist das Ding kaputt oder gehört die Schaltung so wie sie ist mehr oder 
weniger in die Tonne?

Ich bin da mttlw. echt am verzweifeln, helft mir bitte...

NACHTRAG
Der Startzustand soll von der Schaltung in einem Durchgang für alle 
Kanäle auf

H L H für alle FF eingänge

resetet werden. Das übernimmt aber nachher die steuerung die an S1-S6 
hängt.

[Hmm (Gast)]

>Ich bin da mttlw. echt am verzweifeln, helft mir bitte...

Offen gesagt, bin ich etwas zwiespältig gesinnt, wenn ich Deine Texte so 
lese. Da ist soviel sprachlich falsch oder unscharf. Der Schaltplan hat 
viel zuwenig überflüssige Punkte. :-) Und dann der ominöse Einfluss der 
Hand auf die Flip-Flop Zustände. Da ist soviel zu klären, das ich 
eigentlich keine Lust habe darauf einzugehen. Andererseits ist das 
eigentlich alles so simpel, das man da nicht viel falsch machen kann. 
Und das schaffst Du aber doch und kriegst das selbst nach stundenlangem 
Suchen nicht geregelt.

Also fangen wir mal an ein paar Sachen glattzuziehen.

1. Foto vom Aufbau

2. Entferne überflüssige Punkte aus dem Schaltplan. Punkte sind nur dann 
sinnvoll und nötig wenn zwei Verbindungen sich graphisch kreuzen die 
auch elektrisch verbunden sein sollen.

3. Gewöhne Dir eine Sprache an welche die meisten anderen Leute die mit 
dem Fach zu tun haben auch verstehen.
>Schalte ich den ersten Decoder zu ...
>Schalte ich den Decoder wieder ab ...
Etwas zuschalten oder abschalten heisst die Stromversorgung verbinden 
oder trennen.
Wenn Du das Enable-Signal meinst, dann heisst das: Ich enable den 
Dekoder oder disable ihn.

4. Lass die Transistoren weg und steuere das Enable vom Dekoder eben 
aktiv low. Diese komische Schaltung ist mir sowieo suspekt, denn wenn 
der Transistor sperrt, dann liegt kein definitiver High-Pegel an.

5. Poste eine komplette Schaltung mit der Stromversorgung. Erzähle was, 
sprich: spezfiziere die Stromversorgung.

[Hmm (Gast)]

Diese Aussage:

>2. Entferne überflüssige Punkte aus dem Schaltplan. Punkte sind nur dann
>sinnvoll und nötig wenn zwei Verbindungen sich graphisch kreuzen die
>auch elektrisch verbunden sein sollen.

ist zwar richtig aber nicht vollständig.

Ein Punkt ist auch dann nötig, jedenfalls aber üblich, wenn eine 
Verbindung auf eine andere trifft, sie also ein T bilden.

[oculus f. (oculusfelis)]

Hi hmm,

erst mal vielen Dank für die kritik welche ich positiv auffasse. :)

Dann noch mal von vorne:

1. Foto vom Aufbau -> im Anhang

2. Schaltplan (diesmal ohne Punke, weil eigentlich braucht man gar keine 
in dieser Schaltung wenn ich das richtig verstanden habe).. angehängt
3. Enable etc.. das ist klar geworden...

4. Der Enable bei den Decodern muss zum aktivieren des Decoders auf GND 
gezogen werden, daher die Transistoren. Wenn ein Signal an S5 bzw. S6 
hängt dann wird der EN bei dem entsprechendem Decoder auf GND gezogen 
und der Decoder ist enabled. Ich möchte den Decoder ja bei aktivem S5 
bzw. aktivem S6 enabled haben. Das funktioniert ja auch.

5. Stromversorgung
Die IC VDD sowie der Enable vom FF werden von einem 5V Netzteil 
versorgt. Die Signale kommen aus einem Paralellport sprich TTL 
Signalpegel. (3,8-4,5V)
GND vom P-Port sowie vom Netzteil ist zusammengeführt.

lg

NACHTRAG
T-Verbindungen = Punkte. hab ich auch verstanden. Die Skizze habe ich 
vorhin ohne diese hochgeladen, denke das ist auch mit dem Fehler 
schlüssig oder? Beim nächsten mal kommen punkte mit dabei :)

Im Foto der Schaltung stehen beim 4044er Q1,Q1,Q3,Q4. Das ist ein 
Fehler. Es soll natürlich Q0,Q1,Q2,Q3 heißen

[(prx) A. K. (prx)]

- Den LEDs fehlen die Widerstände.
- Den ICs fehlen die Abblockkondensatoren.
- Den G1/G2 Eingängen der 154er fehlen die Pullups.
- Wozu dient R1?
- An den Transistoren sehe ich jeweils 2 Widerstände, im Schaltbild 
nicht.

[oculus f. (oculusfelis)]

Nachtrag & LÖSUNG!! :)

Ich habe jetzt noch einmal die Spannungen die an den Ausgängen der 
Decoder anliegen nachgemessen und dabei festgestellt, dass bei dem 
disabled Decoder die Spannung am entsprechendem Q-Ausgang trotz nicht 
aktiver EN abfällt. Genau auf 0.8 V. Hatte anfangs nur gemessen ob da 
überhaupt was kommt... daher der Fehler an dieser Stelle

Das ist bestimmt das was du (hmm) unter punkt 4 meintest...

facepalm :)

Ich habe die EN Leitungen jetzt direkt an die Signalleitungen S5 und S6 
gehangen. Das Einschalten läuft jetzt invers. D.h. wenn ein HIGH-Signal 
auf der Leitung ist -> Decoder aus. Wenn das Signal nicht mehr da ist -> 
Dekoder aktiv.

Rums di wums... es läuft :)

A.K.:
LEDs : Ich weiß, ist nur schnell zusammengeschraubt um zu schauen obs 
läuft. Da kommt noch was hinter, deswegen.

Abblockkondesator:
Da kommen, wenn die schaltung funktioniert noch 100nf's dran. Erst mal 
musset laufen.

G1/G2:
Übernimmt jetzt die Signalleitung

R1:
Fällt weg, genauso wie die transis und der ganze andere kram an G1/2.

Erst mal ein dickes Danke an euch alle und insbesondere Hmm der wirklich 
gedult bewiesen hat :)
Möchte dazu sagen das dies mein erstes Projekt in diese Richtung ist.

Lieben Gruß an alle und vielen Dank!!

[(prx) A. K. (prx)]

oculus felis schrieb:
> LEDs : Ich weiß, ist nur schnell zusammengeschraubt um zu schauen obs
> läuft. Da kommt noch was hinter, deswegen.

Falscher Ansatz, denn so angeschlossene LEDs können zur Folge haben, 
dass es nicht läuft.

> Da kommen, wenn die schaltung funktioniert noch 100nf's dran. Erst mal
> musset laufen.

Falscher Ansatz, denn fehlende Kondensatoren können zur Folge haben, 
dass es eben nicht sauber läuft.

[Hmm (Gast)]

>erst mal vielen Dank für die kritik welche ich positiv auffasse. :)

und worüber ich mich ehrlich freue.

>1. Foto vom Aufbau -> im Anhang
Gut. Die Unterseite wäre auch interessant.

Was mir auffällt, ist, dass keinerlei Kondensatoren zu sehen sind. 
Spendiere der Gesamtschaltung mal so was im Microfarad-Bereich und den 
einzelnen ICs jeweils noch 100nF. Das ist sehr wichtig und wird oft 
unterschätzt.

>2. Schaltplan (diesmal ohne Punke, weil eigentlich braucht man gar keine
>in dieser Schaltung wenn ich das richtig verstanden habe).. angehängt

Logisch gesehen ist Deine Schlussfolgerung korrekt gewesen. Dennoch: 
Bitte mache es in Zukunft so, wie Du es in Deinem Postscriptum 
geschrieben hast.

4. Dieser Punkt wirft sowohl sprachlich als auch inhaltlich einige 
Probleme auf.
>Der Enable bei den Decodern muss zum aktivieren des Decoders auf GND
>gezogen werden, ...
Das ist klar.
>...daher die Transistoren.
Das ist so aber nicht zwingend. Du kannst ja auch einen Low-Pegel auf 
die Enable-Eingänge geben und damit den Decoder enablen.
Im Lichte des folgenden habe ich auch den Gedanken, dass Du 
möglicherweise dem Irrtum unterliegst, das nur High-Signale auch 
"richtige" Signale sind, die etwas bewirken. (Das wird hoffentlich noch 
klarer wenn Du weiterliest.)
Jedenfalls aber sind die Transistoren zum einen nicht notwendig und zum 
anderen, wenn S5 und S6 nun partout aktiv high sein sollen falsch oder 
mindestens nicht ganz richtig verschaltet. Wie oben schon geschrieben, 
ist nämlich nur der Low-Pegel definiert aber nicht der High-Pegel.
Falls Du die Transistoren nun "um jeden Preis" beibehalten willst, dann 
schau Dir mal den Artikel 
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/slt/0208031.htm für die 
richtige Schaltung an. (Ich glaube es gibt hier auch einen im 
mikrocontroller.net aber ich finde ihn nicht).

>Wenn ein Signal an S5 bzw. S6 hängt dann wird der EN bei dem >entsprechendem 
Decoder auf GND gezogen
>und der Decoder ist enabled. Ich möchte den Decoder ja bei aktivem S5
>bzw. aktivem S6 enabled haben. Das funktioniert ja auch.
Dieser Satz (die Sätze sind) ist nur in einer Richtung vollständig. Die 
Frage ist, ob der Decoder auch richtig "disabled" wird. Andernfalls gibt 
es nämlich unerwünschte Kombinationen an den Reset- und Set-Eingängen.

Zu den sprachlichen Problemen hier zwei Anmerkungen:
Das Wort "Signal" an sich, sagt nicht ob es sich um einen spezifischen 
oder sogar "aktiven" (aktivierenden) Pegel handelt. Sagt man, wie Du: 
"Ein Signal liegt an", dann kann man daraus nur schliessen das ein für 
die Funktion relevanter Pegel vorhanden ist, nicht aber welcher und was 
genau er auslöst. Ist das nun High oder Low? Ganz allgemeint ist nämlich 
buchstäblich "jeder" Zustand eines Knotens, was Potential, Strom und 
Widerstand betrifft ein Signal bzw. ist es möglich ihn als Signal zu 
festzulegen.

Ebenso, wenn auch in dem Kontext eindeutig zu erschliessen, ist das mit 
dem Wort "aktiv". Es ist nämlich frei wählbar ob nun ein High oder ein 
Low als "aktiv" betrachtet wird.

Wenn letzteres auch aus dem Kontext zu erschliessen ist, möchte ich Dir 
als Anfänger doch raten von dieser Abstraktionsebene abzugehen oder 
wenigstens, zur Erhöhung der Redundanz, hinzuzufügen, welcher 
tatsächliche Pegel, anliegt wenn Du von "Signal"  oder "aktiv" 
schreibst.

Um aber noch einmal "praktisch" auf Dein gegenwärtiges Problem 
einzugehen, rate ich Dir dringend, die Kondensatoren wie oben erwähnt zu 
ergänzen.

5. Stromversorgung
>... von einem 5V Netzteil ...

Schön. Und ist das nun eine chinesisch sprechende Wandwarze mit 20mA 
oder ein 1000 Euro Rohde & Schwarz mit 500Watt?

>Die Signale kommen aus einem Paralellport sprich TTL Signalpegel. >(3,8-4,5V)

Sehr gut, das Du hier ungefragt, auch das angegeben hast. :-) Schau mal 
im Datenblatt nach, ob diese Pegel für die ICs (Decoder) ausreichend 
sind. Du musst hier "genau" auf die exakte Typenbezeichnung achten!

Im übrigen ist es immer gut, die Stromversorgung im Schaltplan 
einzuzeichnen. Im Zweifel lieber mehr Infos als zuwenig. Das erspart das 
Nachfragen.

Ich wünsche viel Erfolg.

[Hmm (Gast)]

Freut mich sehr, das Du weitergekommen bist. :-)

>Abblockkondesator:
>Da kommen, wenn die schaltung funktioniert noch 100nf's dran. Erst mal
>musset laufen.

Nein. Umgekehrt wird ein Schuh daraus: Zuerst kommen die 
Abblockkondensatoren damit es funktioniert.

Gut. Ich gebe zu, manche (wer weiss wieviele) Schaltungen gehen auch 
ohne. Es ist im Einzelfall durchaus möglich. Hört sich wie 
Sicherheitsfanatismus an, ist aber durch schmerzvolle Erfahrungen 
gewonnenes Wissen.

[oculus f. (oculusfelis)]

Hi hmm :)

Unterseite:
Glaub mir, das sieht schlimm aus :D da kann man nicht wirklich viel 
erkennen.. sind halt sau viele verbindungen da.. also ich könnte auch n 
kabelkneul hochladen, kommt ungefähr aufs selbe raus :D

Kondensatoren:
Ajaye! Werde ich beistricken, möchte auch nicht das mir da was 
wegraucht. Den sinn dahinter habe ich verstanden.

Decoder, Enable, Transis:
Ja zu dem schluss bei der ersten schaltung (unerwünschte Kombinationen 
an den Reset- und Set-Eingängen.) bin ich auch gekommen und es lagen ja 
auch "krumme" pegel an, genauso wie du es beschrieben hast. Daher da 
flakern und komisches schaltverhalten vom ff.

Pegel:
Das stimmt vollkommen. Ich werde mich zukünftig mit HIGH oder LOW 
ausdrücken und/oder die Spannung mit angeben.

Stromversorgung:
Ja, ist n 08/15 Dingen allerdings läuft es sehr stabil bei 5,0000000V 
und liefert 1,5 A. Wollte das ganze erst mit nem Pegel aus dem P-Port 
realisieren aber die können ja maximal nur 20mAh.. da wär schnell 
finite.

Pegel an ICs:
Die Bausteine sind alle TTL-tauglich. Meistens 0-VDD für den Input oder 
0,5V-VDD lt. Datenblatt. Das passt.

Freut mich sehr, das Du weitergekommen bist. :-)
Dank dir :), Habe bereits OK's an den Ausgängen vom FF über einen 
Transistor dran und das erste Programm läuft zur vollsten zufriedenheit 
über die Platine :))))))))))