Электроника для начинающих (2-е издание)

Однако счет в любой момент можно остановить. Просто нажмите кнопку остановки. Это заземлит вход бистабильного таймера и переведет его в другое устойчивое состояние. В результате выход таймера становится высоким, а поскольку таймер работает как триггер, выход фиксируется и остается таким неопределенно долго. Высокий выходной сигнал идет на вывод отключения тактирования, который останавливает счетчик.

Когда вы нажимаете кнопку слева внизу, которая была смонтирована в самом начале, она по-прежнему сбрасывает счетчик до 000. Но состояние таймера не изменится до тех пор, пока вы не перезапустите его кнопкой запуска.

Бистабильный таймер 555 – это именно то, что нам требовалось для работы данной схемы.

Подведем итоги

Давайте посмотрим, насколько далеко мы продвинулись в реализации нашего технического задания. Мне кажется, что мы его почти выполнили. Вы нажимаете кнопку, чтобы запустить счет, затем вторую, чтобы остановить его, а как только счетчик остановлен, вы нажимаете еще одну кнопку, чтобы сбросить значения до нуля.

Единственный отсутствующий элемент – это фактор неожиданности. Ведь человек, который пользуется устройством, не должен знать, когда начнется отсчет. Сама идея заключается в измерении скорости его реакции на внезапно подаваемый сигнал.

Почему бы не добавить еще один таймер, функционирующий в ждущем режиме, чтобы ввести задержку перед началом действия? Так запуск станет неожиданным.

Задержка

Вначале удалим кнопку запуска и диагональную перемычку, соединяющую кнопку с отрицательной шиной. Вертикальный отрезок провода слева от микросхемы таймера оставьте на своем месте.

Рис. 4.70. В верхней части платы выделены элементы, обеспечивающие задержку

Теперь смонтируйте некоторые дополнительные компоненты, как показано на рис. 4.70. Кнопка запуска была перенесена, чтобы запускать вход третьего таймера, который будет осуществлять предварительную задержку. Выход этого таймера будет высоким в течение 5 или 10 секунд, а затем, когда уровень сигнала станет низким, он переключит состояние бистабильного таймера, отправляя низкий выходной сигнал, чтобы подавить функцию отключения тактирования у счетчика 4026В, и таким образом он начнет счет.

Рис. 4.71. Схема еще одного, последнего дополнения

Рис. 4.72. Размещение и номиналы дополнительных компонентов

Будьте внимательны при установке красного и желтого светодиодов. Красный подключается не так, как вы привыкли, потому что он соединен с положительным полюсом источника. Поэтому его длинный, положительный вывод расположен снизу, а не сверху.

Схема новой части устройства представлена на рис. 4.71. Размещение и номиналы компонентов, которые вы добавили на макетную плату, указаны на рис. 4.72.

Проверка функционирования

При подаче питания на схему счетчик сразу начинает отсчет, без вашего разрешения. Это раздражает, но легко исправимо. Нажмите кнопку остановки (слева возле второй микросхемы таймера), чтобы остановить отсчет, а затем нажмите нижнюю правую кнопку (справа возле микросхемы счетчика), чтобы сбросить таймер до нуля. Теперь вы готовы к действию.

Нажмите кнопку запуска (вверху слева), которая создает начальную задержку. Во время этой задержки загорается желтый светодиод. Пауза длится примерно 7 секунд, после чего желтый светодиод гаснет и загорается красный. Одновременно счетчик начинает отсчет до того момента, пока вы не нажмете кнопку остановки.

Конденсатор емкостью 100 мкФ в верхней части макетной платы кажется необязательным, но на самом деле он очень важен. Таймер 555 способен создавать паразитные выбросы напряжения при переключении своих выходов, а в нашей схеме такие скачки напряжения могут запустить второй таймер, не дожидаясь задержки. Конденсатор емкостью 100 мкФ предотвращает этот эффект.

Теперь у нас реализованы все функции, за исключением того, что необходимо увеличить скорость счета, а также добавить дополнительную пару счетчиков и индикаторов для отображения долей секунды.

Как все взаимодействует?

На рис. 4.73 показано, как компоненты схемы взаимодействуют друг с другом.

Я поясню этот рисунок сверху вниз. Кнопка запуска (вверху, соединена с таймером 3) подает на вход таймера низкий уровень и запускает его.

Высокий уровень появляется на выходе таймера 3 приблизительно через 7 секунд. Это создает начальную задержку.

Рис. 4.73. Взаимодействие между компонентами схемы

По окончании задержки на выходе таймера 3 снова устанавливается низкий потенциал. Этот перепад напряжения передается через разделительный конденсатор емкостью 0,1 мкФ к бистабильному таймеру 2. Благодаря этому на выводе сброса таймера 2 появляется короткий импульс. Таймер 2 переключается и на его выходе устанавливается низкий уровень. Поскольку выход таймера 2 соединен с выводом отключения тактирования счетчика 4026В, то низкое состояние включает счетчик, и отсчет начинается.