Электроника для начинающих

Микросхема таймера 555 идеальна для управления микросхемой счетчика. Мы уже рассмотрели, как с помощью таймера 555 можно сформировать последовательность импульсов, которые заставляют динамик гудеть. На рис. 4.38 я привожу ту же самую схему (но в более упрощенном виде) подключения источника питания в данном проекте. Я также показываю соединение выводов 2 и 6 так, как оно чаще всего выполняется — с помощью провода, который проходит над корпусом микросхемы.

Рис. 4.38. Основная схема работает в автоколебательном режиме, что дает возможность управлять десятичным счетчиком, собранным по приведенной ранее схеме. Частота на выходе должна получиться равной приблизительно 4 Гц (импульса в секунду).

_{R7 — резистор с сопротивлением 1 кОм; R8 — резистор с сопротивлением 2,2 кОм; C2 — электролитический конденсатор емкостью 68 мкФ; C3 — конденсатор емкостью 0,1 мкФ; IC5 — микросхема таймера 555}

Для данного эксперимента я предлагаю, чтобы начальные значения компонентов были выбраны таким образом, чтобы выполнялось генерирование импульсов с частотой только 4 Гц. Любая большая частота генерирования не даст вам возможности проверить правильность выполнения счета.

На вашу макетную плату чуть выше интегральной микросхемы IC1 установите микросхему таймера 555 IC5 и соответствующие ей компоненты, которые должны быть к ней подсоединены. Не следует оставлять какой-либо зазор между микросхемами. Отсоедините кнопку S3 и резистор R3 и подключите провод напрямую между выводом 3 микросхемы IC5 и выводом 1 микросхемы IC1, расположенным на самом верху счетчика. Снова подайте напряжение питания, и вы должны увидеть, что цифры переключаются быстро и это происходит плавно и повторяется равномерно.

Нажмите кнопку S1, и пока вы будете ее сохранять в нажатом положении, показания счетчика должны оставаться «замороженными». Отпустите кнопку S1 и счет снова возобновится. Нажмите кнопка S2 и счетчик должен обнулить свои показания, даже если вы одновременно будете нажимать кнопку S1.

Улучшения

Теперь настало время вспомнить, чего же именно мы хотим от этой схемы, чтобы это дало нам возможность выполнять измерение реакции человека. Когда пользователь запускает эту схему, мы хотим, чтобы была начальная задержка, за которой должен последовать сигнал — возможно вспышка светодиода. Пользователь реагирует на этот сигнал, нажимая на кнопку как можно скорее. В зависимости от того сколько времени у пользователя уйдет на ответ, счетчик будет отсчитывать миллисекунды.

Когда пользователь нажимает на кнопку, счетчик должен останавливаться. Дисплей далее остается «замороженным» вне зависимости от отображаемого количества импульсов, которые были отсчитаны до того, как пользователь среагировал.

Как это организовать? Я считаю, что нам понадобится триггер. Когда триггер получает сигнал, он запускает счетчик и дает возможность ему продолжать счет. Когда в триггер поступает другой сигнал, связанный с нажатием пользователем кнопки, он останавливает счет и оставляет счетчик в этом положении.

Каким образом нам выполнить триггер? Хотите верьте, хотите нет, но мы можем для этого использовать другой таймер 555, в новом режиме, который известен, как бистабильный.

Таймер 555. Бистабильный режим

На рис. 4.39 приведена внутренняя структурная схема таймера 555 аналогично приведенным ранее схемам, но в данном случае внешние компоненты с правой стороны отсутствуют.

Рис. 4.39. В бистабильном режиме на вывод 6 таймера 555 постоянно подается напряжение, равное отрицательному выводу источника питания («земля»), поэтому цикл формирования положительного сигнала на выходе таймера не прекращается до тех пор, пока вы не принудите его сделать это, подав отрицательный импульс на вывод 4 (Сброс)