mikrocontroller.net

Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CMOS Logic Gatter + JK MS Verständnissfrage


Autor: Sebastian T. (sto)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for 1.jpg
    1.jpg
    24,9 KB, 180 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe eine Schaltung mit JK Master Slave FlipFlop gebaut. (siehe 
Anhang)
Das ist ein Zähler.

Der Takteingang liegt auf 5V.
Wenn ich "Reset" auf 0 lege:
zählt er bei positiver Flanke wenn ich den Takteingang auf 0V lege und 
dann wieder runternehme. (ich hätte erwartet, dass er bei negativer 
Flanke zählt - das brauche ich auch)

Wenn ich Q0 und Q1 auf ein AND Glied lege, schaltet der AND Ausgang bei 
Q0=Hi+Q1=Hi, den AND Ausgang auf Hi. So wie das sein soll.

Wenn ich den Ausgang von AND auf die beiden "Reset" der JK MS lege, 
zählt nichts mehr. Habe es mit 500Ohm und 4,7KOhm versucht.

Hab ich da was falsch gemacht oder ein Verständnisproblem?

Reset auf 0V und es geht.
Reset am AND Ausgang und nichts geht mehr.

Kann mir wer einen Tipp geben?

Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Das kann so nicht funktionien. Sobald ein Q-Ausgang auf L geht hat der 
AND am Ausgang auch L und damit auch Reset. Alles ist blockiert. Die R 
an den Q-Ausgängen und R1 machen auch keinen Sinn.

Autor: Paul (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Master/Slave-FF eignen sich sehr gut, synchrone Zähler aufzubauen.
Clock mit nem Taster einzutippen, ist nie ne gute Idee.

Sebastian T. schrieb:
> (ich hätte erwartet, dass er bei negativer
> Flanke zählt - das brauche ich auch)

Steht im Datenblatt, dem Schaltzeichen nach ist es aber die positive 
Flanke.

Autor: Harald W. (wilhelms)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
H.Joachim S. schrieb:

> Clock mit nem Taster einzutippen, ist nie ne gute Idee.

Viele Flipflops der 4000er Reihe haben Schmitttrigger-Eingänge.
Dann kann man recht einfach Taster entprellen. Allerdings ist
das teilweise von Hersteller zu Hersteller unterschiedlich.
Man muss also genau ins Datenblatt sehen.

Autor: nachtmix (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
H.Joachim S. schrieb:
> Sebastian T. schrieb:
>> (ich hätte erwartet, dass er bei negativer
>> Flanke zählt - das brauche ich auch)
>
> Steht im Datenblatt, dem Schaltzeichen nach ist es aber die positive
> Flanke.

Die meisten Zähler,Flipflops,Schieberegister,... der CD4000er Serie sind 
positiv flankengesteuert und haben positive S, R, EN, CLK Eingänge
Wenn du negativ flankengesteuerte Teile brauchst, solltest du dich bei 
der 74er Logikfamilie umsehen, dort wird meist mit negativen Flanken und 
Low  für die statischen Eingänge gearbeitet.
Die ICs der 74C-Serie (nicht HC, AC usw.) haben ansonsten ähnliche Daten 
wie die 4000er.
Diverse einfache Flipflops und Latches haben Hausnummern in den 70ern, 
z.B. 74C70, 74C73,...

Normalerweise baut man Zähler aber nicht selbst, sondern nimmt ein 
fertiges IC wie den '93, und ignoriert die überzähligen Stufen einfach.

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_7400-series_integrated_circuits

Autor: Sebastian T. (sto)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for 1.jpg
    1.jpg
    25,5 KB, 122 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Vielen Dank für eure Rückmeldungen. Freue mich echt.

Die Wiederstände habe ich rausgenommen. Die sind nicht nötig, weil die 
Eingänge sehr hochohming sind, richtig?
Ich habe anstatt des AND ein NAND reingetan – dann zählt er auch nicht. 
Der zählt nur, wenn die beiden Reset Eingänge direkt auf Masse sind.

Den Taster habe ich nur zum testen da.  Die Schaltung soll an einen 5V 
Takt angeschlossen werden, der wird 0,5kHz nicht übersteigen.
Ziel ist es, den Takt auf auf drei Ausgänge aufzuteilen. Deshalb sollte 
das AND/NAND den Zähler nach der 3. negativen Flanke rücksetzen.

Bin ich da auf dem falschen Weg? Synchronzähler ist da besser? Besser 
ein  '93 Zähler IC nehmen?

Ich habe Q0 mit C der zweiten JK MS FLipFlop verbunden. Normalerweise 
muss der doch vorwärts zählen. Meiner zählt aber Rückwärts?

Anbei habe ich Zeitdiagramm. Ich denke damit kann man gut erkennen was 
dies Schaltung machen soll.
Hat Ihr einen Tipp?

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wahrscheinlich bist du mit dem 4017 besser bedient,kommt ohne weitere 
Gatter aus und erlaubt sogar, die aktive clk-Flanke auszuwählen.
Q0 bleibt frei, Q1 und Q2 sind deine gewünschten Ausgänge, Q3 auf Reset, 
fertig

Autor: Peter D. (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sebastian T. schrieb:
> Ich denke damit kann man gut erkennen was
> dies Schaltung machen soll.

Das kannst Du bequem mit den JK-Eingängen erreichen, das AND ist völlig 
unnötig.
Im Gegenteil, das AND reißt den FFs die Füße weg und der Resetpuls wird 
wohl nicht die im Datenblatt geforderte Mindestlänge erreichen, d.h. das 
Verhalten ist unvorhersehbar.

Autor: Sebastian T. (sto)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for 1.jpg
    1.jpg
    23,6 KB, 33 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ich habe eine Zeichnung mit dem 4017 gemacht. Dass müsste so gehen?
Nach der 3. negativen Flanke wieder auf 0.


Wenn ich die Schaltung mit den beiden JK MS FF nicht nach der 3. 
negativen Flanke resette, ist der erst wieder nach der 4. negativen 
Flanke im Ausgangszustand. Ich brauch das aber nach der 3. negativen 
Flanke. Hab ich da einen Denkfehler?


Den 4017 hab ich nicht da. Wäre schon gut wenn es auch mit den JK MS FF 
funktionieren würde. -> Stopp, da brauch ich ja auch andere - welche die 
auf negativer Flanke reagieren.

Autor: Peter D. (peda)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sebastian T. schrieb:
> welche die
> auf negativer Flanke reagieren.

74HC112

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Natürlich gehts auch mit JK-FF, aber wie richtig erkannt: wenn dir die 
negative Flanke wichtig ist, musst du entweder einen Inverter 
vorschalten oder auf 74HCxxx wechseln, da gibts einige bei denen die 
neg. Flanke die aktive ist. In der 4000er-Serie kenne ich keine.

Autor: nachtmix (Gast)
Datum:

Bewertung
1 lesenswert
nicht lesenswert
Sebastian T. schrieb:
> Anbei habe ich Zeitdiagramm. Ich denke damit kann man gut erkennen was
> dies Schaltung machen soll.

Einen Zähler Reset-Signale erzeugen zu lassen, mit denen er sich selbst 
zurücksetzt, ist generell ein gefährliches Unterfangen. Unzählige 
Stunden an Fehlersuche sind wegen dieses Anfängerfehlers schon 
verbraucht worden.
Der kurze verbotene Zustand, ein Glitch, kann von anderen Schaltungen 
durchaus erkannt werden, - wegen seiner Kürze aber manchmal auch nicht.
Es kann auch passieren, dass die Kette der Flipflops im Zähler selbst 
nur teilweise zurückgesetzt wird. Wie man es richtig macht, zeigt dir 
das Innenschaltbild des (orginalen) 7490. Das ist ein asynchroner 10er 
Zähler, der aus einem 5er Teiler und einem davon unabhängigen Flipflop 
besteht.

Das einzelne Flipflop A (LSB) läuft einfach durch und geht daher bei 
allen geradzahligen Impulsen, also auch beim 10. Impuls automatisch auf 
0. Sein  Ausgang wird als /Clock für den 5er-Zähler benutzt.
Diese drei Flipflops D,C,B zählen also:
000, 001, 010, 011, 100, (101)
Der eingeklammerte verbotene Zustand 5 wird nicht etwa durch einen Reset 
beendet, sondern sobald die 1 bei D auftaucht, wird der Takteingang von 
B abgekoppelt und auf D umgeschaltet, sodass der nächste Impuls nur das 
MSB umwirft.

Leider ist diese einfache Schaltung in den Datenblättern der neueren 
7490A und LS Typen nicht mehr zu sehen, weil man dort andere Wege 
gegangen ist um zu verhindern, dass die Teilerkette beim Anlegen der 
Versorgung illegale Kombinationen annimmt, z.B. 110.

Am besten schreibst du mal was du wirklich erreichen willst, oder ob das 
nur eine Lötübung ;-) ist.

Autor: nachtmix (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sebastian T. schrieb:
> Den Taster habe ich nur zum testen da.

Leier liefert der bei jeder Betätigung durch das Kontaktprellen rund ein 
Dutzend Impulse und die ICs sind schnell genug die auch zu zählen.
Du musst also entprellen.

Ich  nehme für solche Zwecke Tasten mit Hallgenerator, die wegen ihrer 
Hysterese einen sauberen Impuls abgeben.


Sebastian T. schrieb:
> Die Wiederstände habe ich rausgenommen. Die sind nicht nötig, weil die
> Eingänge sehr hochohming sind, richtig?

Die Widerstände waren dort sogar sehr falsch, und manche ICs würden 
damit gar nicht mehr funktionieren.
Nicht nur weil durch evtl. fliessende Ströme die Logikpegel verfälscht 
werden, sondern weil dadurch die Impulsflanken verrundet werden.
CMOS ist in dieser Hinsicht sehr tolerant, aber generell wollen auch da 
die Schaltkreise, die mit Flanken gesteuert werden, eine steile Flanke 
und nicht einen schleichenden Übergang sehen.

Autor: Sebastian T. (sto)
Datum:
Angehängte Dateien:
  • preview image for 1.jpg
    1.jpg
    78,2 KB, 38 Downloads

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

danke noch mal für euer Feedback.
Ich habe mir den 7490 angesehen, jedenfalls den im angehängten Bild. 
Leider blicke ich da nicht ganz durch.

Im Internet habe so ich so einige Zählerschaltungen gefunden, welche 
sich meiner Meinung nach selber zurücksetzen. Bei meiner JKMS FF 
Schaltung das das ja nicht funktioniert.

Was ist mit dem Zähler hier?: 4522 Programmable 4-bit BCD downcounter
https://www.cmos4000.de/cmos/4522.html
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A200/HEF4522BP.pdf
So wie ich das verstanden habe, kann man mit einer Vorbelegung den 
Teiler einstellen. Wenn ich "3" einstelle, müsste der doch das machen 
was ich brauche. Oder?
So wie ich das im Datenblatt gelesen habe, kann der auf die positive 
oder auf die negativ Flanke reagieren.

Ist der für mich geeignet?

Keine Lötübung ;-) Der Takt soll auf drei aufgeteilt werden um was zu 
steuern.

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hier findest du eine gute Anleitung, wie man einen passenden Zähler 
entwirft:
https://de.wikibooks.org/wiki/Digitale_Schaltungstechnik/_Z%C3%A4hler/_Synchron/_JK_Flipflop/_beliebige_Z%C3%A4hlfolge

Das geht in deinem einfachen Fall in 5min, ich hoffe ich habe mich nicht 
vertan :-), lange nicht mehr gemacht...

Und jetzt kannst du das mit dem 4027 + Taktinverter (kann auch ein 
Transistor sein) aufbauen oder nimmst eben FF mit neg. Flanke.

Autor: Sebastian T. (sto)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo H. Joachim S.,

ich habs so gemacht wie auf deinem Bild.
Funktioniert super. Vielen Dank! Freu mich echt.

Hier ist auch ein 3:1 Teiler mit 2 JK MS FF:
https://elektroniktutor.de/digitaltechnik/teiler.html
Der ist anders aufgebaut. Was ist an dem besser/schlechter?

Wenn ich bei mir Spannung Anlege, ist der Zähler nicht immer auf 00. Wie 
mache ich es am besten das er immer beim Start auf 00 steht?

Autor: H.Joachim S. (crazyhorse)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Sebastian T. schrieb:
> Hier ist auch ein 3:1 Teiler mit 2 JK MS FF:
> https://elektroniktutor.de/digitaltechnik/teiler.html
> Der ist anders aufgebaut. Was ist an dem besser/schlechter?

Gleichwertig.
>
> Wenn ich bei mir Spannung Anlege, ist der Zähler nicht immer auf 00. Wie
> mache ich es am besten das er immer beim Start auf 00 steht?

Dafür sind die Setz/Rücksetzeingänge da:-). Also im einfachsten Fall ein 
RC-Glied am Rücksetzeingang.

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.