Einschalten von ICs mit zufälligen Werten

Ich habe einen Prototypen für eine Schaltung für ein Ingenieurprojekt an der Universität im ersten Jahr erstellt und bin auf einige Probleme mit einem Abschnitt der Schaltung gestoßen, der mich wirklich verblüfft hat.

Grundsätzlich schalten sich das Flip-Flop und die Dekadenzähler, die ich habe, manchmal mit zufälligen Werten ein, nicht mit ihren Standardwerten. So wie ich es verstehe, sollte das Flipflop mit Q = LOW beginnen und die Dekadenzähler sollten Q0 = HIGH haben, aber das passiert nur gelegentlich. Ich habe versucht, einen Kondensator auf die Reset-Leitung zu setzen, die aus dem rechten Zähler kommt, und ihn mit VCC zu verbinden, aber das scheint den Zähler aus irgendeinem Grund einzufrieren.

Ich bin nicht allzu erfahren mit ICs, daher bin ich mir nicht sicher, ob ich sie vielleicht beschädige oder versuche, mit Dioden zu viel Strom aus ihnen zu ziehen. Ich bin mir auch nicht sicher, ob die Pulldown-Widerstände, die ich habe, wichtig sind oder ob ich sie auf jedem Chip haben sollte. Wenn jemand erklären könnte, was ich falsch mache oder was zufällige Werte beim Einschalten verursachen kann, wäre das wirklich hilfreich, weil ich völlig ratlos bin.

EDIT: Vielen Dank an alle für Ihre Hilfe und Antworten auf mein Problem. Es scheint, dass zumindest bei diesen speziellen Chips meine Annahme, dass sie einen standardmäßigen Einschaltzustand hatten, falsch war und dass ich einen Rücksetzimpuls implementieren muss, der hoch wird, wenn ich meine Schaltung zum ersten Mal einschalte, indem ich einen Widerstand und einen Kondensator verwende . Nochmals vielen Dank für all Ihre Unterstützung und Ratschläge.

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Was sind ihre Standardwerte und woher haben Sie diese Informationen?
Aus der Theorie, die wir in Vorlesungen gemacht haben, schien es immer, dass das Flip-Flop mit Q = LOW und nicht Q = HIGH beginnen würde und dass Q0 = HIGH auf den Dekadenzählern. Ich habe nirgendwo explizit gesehen, dass sie so anfangen, ist das falsch? Ich habe versucht, eine Art Reset-Kondensator in den Stromkreis einzubauen, aber es schien mehr Probleme zu verursachen.
@adam Dies ist wahrscheinlich nur eine Annahme, die Sie in der Theorie treffen müssen, da dies die weitere Auswertung erleichtert, aber in der realen Welt wird dieser Zustand nur durch Set- oder Reset-Pins garantiert, wie in der Wahrheitstabelle beschrieben.
Es gibt keine Netzteil-Entkopplungskappen in Ihrem Stromkreis, haben Sie sie im physischen Gerät hinzugefügt? 100nF, kurze Zuleitungen zu den Stromversorgungspins jedes ICs und jedem IC eine eigene Kappe.
@jippie Was machen die Entkopplungskappen? Wir haben nichts über sie erfahren. Ist es um Chipschäden zu verhindern?
Viele Fragen zu diesem Thema stehen hier auf dem Stapel: electronic.stackexchange.com/q/2272/8627 Sie möchten auch die VERKNÜPFTEN und VERWANDTEN Fragen überprüfen, die in der Spalte ganz rechts auf dieser Seite aufgeführt sind. Grundsätzlich gilt: Wenn Sie ein (zeitweiliges) Problem mit einer Schaltung haben, sollten Sie zuerst überprüfen, ob alle Chips über ordnungsgemäße Entkopplungskappen verfügen.

Antworten (4)

Ihre Schaltung muss in einem bekannten Zustand gestartet werden, und wenn der Standardwert mit dem niedrigen Q des 4013 und dem hohen Q0 beider 4017 sein soll, dann habe ich mir zu diesem Zweck die Freiheit genommen, Ihre Schaltung unten neu zu zeichnen, um sie einzuschließen Power-On-Reset mit Dioden, um es mit dem Rest Ihrer Diodenlogik kompatibel zu machen.

Beachten Sie, dass Ihr R5 nicht benötigt wird, da die Dioden von einem CMOS-Totempfahl angesteuert werden, der niemals schwebt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einNur zum Spaß habe ich auch einige willkürliche Uhren hinzugefügt - um es zum Laufen zu bringen - und unten eine Version Ihrer Schaltung eingefügt - mit der gleichen Funktionalität, aber vereinfacht, indem alle Dioden und ihre zugehörigen Widerstände eliminiert und durch CD4071 OR ersetzt wurden Tore. Die LTspice-Dateien, die Sie zum Spielen mit den Schaltungen oder zum Ausführen von Simulationen benötigen, finden Sie hier

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Vielen Dank für Ihre äußerst nützliche Antwort! Ich habe beim Lesen viel gelernt und werde Ihre Lösung für mein Problem auf jeden Fall umsetzen.
Gern geschehen; freut mich! :-)

Dies wird normalerweise durch einen dedizierten /RESET-Pin auf dem IC gelöst, der auf Low gezogen werden kann, um den IC in einen vorhersagbaren und nützlichen Zustand zu bringen.

Diese Leitung wird normalerweise von der Stromversorgung getrieben, solange die Versorgungsspannung nicht stabil ist, und kann wieder verwendet werden, wenn das System in einen ungültigen Zustand übergeht.

Dieser Zustand muss nicht unbedingt für alle Flip-Flops definierte Zustände haben, es reicht aus, einen minimalen Anfangszustand zu definieren, mit dem Sie jeden anderen Zustand erreichen können; Beispielsweise würde eine CPU die Ausführung an einer bestimmten Adresse starten, jedoch mit beliebigen Registerwerten, da der Bootloader die Register einfach überschreiben kann, sobald er ausgeführt wird.

Ich fürchte, Ihre Vermutung ist nicht ganz richtig.

Wenn ein Datenblatt keinen garantierten Anfangszustand angibt, was bei Standard-HEF40**-Geräteblättern bewusst nicht der Fall ist, gibt es keine Garantie.

Tatsächlich deuten die Dekadenzähler darauf hin, dass sie mit dem Wert beginnen, den Sie annehmen, wenn und nur wenn der Master-Reset ausgelöst wurde.

Das einzige, was Sie über Logik annehmen können, ist das, was in der Wahrheitstabelle steht, der Rest schießt im Dunkeln, es sei denn, es ist im spezifischen Datenblatt der Logik ganz klar anders angegeben.

Sie müssen Reset beim Einschalten aktivieren. Erstellen Sie ein Signal und nennen Sie es POR. (Einschalt-Reset)

Es ist üblich, dies mit einem R-Pulldown und einem C-Pullup auf V+ zu einem beliebigen CMOS-Eingang zu erzeugen. Verwenden Sie dann die richtige Ausgangspolarität, um alle Speicherzellen (einschließlich FF) wie erforderlich zu speisen.

CMOS ist normalerweise eine positive Logik, daher erfordert 1 für Reset ein nicht invertierendes Reset-Gate. Die RC-Zeitkonstante muss länger als die PS-Startzeit sein, beispielsweise 100 ms.

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