Электроника для начинающих (2-е издание)

Кроме того, на запускающем выводе каждого таймера нужно предусмотреть подтягивающий резистор номиналом 10 кОм, чтобы поддерживать его в высоком состоянии.

Если в цепочку соединены моностабильные таймеры, возникает интересный вопрос. Как они начнут работу? Я упоминал в эксперименте 16, что таймер 555 в ждущем режиме будет, как правило, выдавать одиночный спонтанный импульс при первом включении. Когда несколько таймеров соединены вместе, они все будут пытаться сделать это почти одновременно, а поскольку присутствуют небольшие отличия в заводских характеристиках, результат окажется непредсказуемым. Иногда они будут «успокаиваться» в правильной упорядоченной последовательности, а в других случаях светодиоды в результате будут включаться парами.

Совладать с этим можно с помощью подавления импульса, которое я описывал в эксперименте 16 (см. раздел «Подавление импульса» этой главы).

Рис. 4.33. Четыре таймера соединены в цепочку для запуска друг друга

Конденсатор емкостью 1 мкФ между контактом сброса и отрицательной шиной будет удерживать вывод сброса в низком состоянии достаточно долго, чтобы подавить начальный импульс таймера. Нагрузочный резистор 10 кОм, также подключенный к выводу сброса, будет поддерживать на нем стабильный потенциал, пока таймер работает.

Судя по моему опыту, этот прием работает хорошо, хотя таймеры различных производителей могут, по-видимому, вести себя различно, поскольку поведение вывода сброса не очень подробно документировано. Если у вас возникают трудности с подавлением импульса, попробуйте увеличить или уменьшить емкость конденсатора.

При соединении таймеров в цепочку возникает другая проблема – подавление импульса работает слишком хорошо. Вы включаете питание, и ничего не происходит, потому что выходные сигналы всех таймеров были подавлены.

Обойти эту проблему можно, убрав подавление импульса только у одного таймера. Он почти наверняка сгенерирует начальный импульс, когда получит питание, и это запустит остальную цепочку. Такая схема изображена на рис. 4.33.

Но, погодите-ка. Что значит «почти наверняка»? Электронные устройства должны работать совершенно предсказуемо. Всегда, а не «почти» всегда.

Согласен. Но нам не подвластно свойство таймеров 555 вытворять непредсказуемое, когда на них подают питание. Поэтому я добавил кнопку в верхней части схемы, которую можно использовать для запуска каскада, если он не начал работать самостоятельно.

Есть и другой вариант, в котором первый таймер цепочки запускается в автоколебательном режиме. Он выдает серию импульсов, которые проходят через другие таймеры, работающие в ждущем режиме, но обратная связь последнего таймера с первым разомкнута. В терминах электроники можно сказать, что первый таймер – ведущий (master), а остальные – ведомые (slaves).

Мне нравится эта конфигурация, поскольку она полностью предсказуема. Проблема в том, что вам необходимо настроить частоту сигнала ведущего таймера так, чтобы он генерировал очередной импульс в тот момент, когда последний ведомый таймер цепочки завершит свой импульс. Иначе первый таймер выдаст последующий импульс, прежде чем закончится импульс последнего, или же возникнет пауза между последним импульсом и очередным импульсом ведущего таймера.

Важно ли это, зависит от применения. Для огней в гирлянде это не проблема, но если вы управляете шаговым двигателем, то обеспечить правильную синхронизацию будет сложно.

Создание сирены

Четвертый вариант соединения двух таймеров (см. рис. 4.32) представляет для нас особый интерес, потому что так можно создать звук сирены, похожий на тот, который выдают обычные системы охранной сигнализации. Фактически, его можно было бы использовать для аудиовыхода в проекте сигнализации, который остался незаконченным в эксперименте 15.

На рис. 4.34 показана предлагаемая схема. Таймер 1 подключен для работы в автоколебательном режиме по схеме, подобной приведенной на рис. 4.21. Номиналы компонентов выбраны большими, и таким образом таймер генерирует колебания на частоте около 1 Гц. Можете сравнить эту схему с той, что приведена на рис. 2.115. Принцип тот же.

Таймер 2 также подключен для работы в режиме автоколебаний на частоте около 1 кГц. Идея заключается в том, что медленные колебания напряжения от таймера 1 подаются на управляющий вывод таймера 2, в результате возникает тот раздражающий звук, который мы ассоциируем с охранными системами.

Советую вам собрать эту схему, потому что она может понадобиться в заключительной версии охранной сигнализации, к которой мы приступим уже в следующем эксперименте 18. Компоновка макетной платы для сирены приведена на рис. 4.35, а расположение и номиналы компонентов – на рис. 4.36.