بصمة — منصة عربية لتعليم البرمجة والشبكات والإلكترونيات

ساعة النظام الرقمي: مذبذب 555 وقلّاب يظبط الـ Duty على 50%

اضغط على أي قطعة تشوف قراءاتها وتغيّر قيمتها.

بنجهّز الدايرة…

01 / ملخص التجربة

ساعة النظام الرقمي: مذبذب 555 وقلّاب يظبط الـ Duty على 50%

كل دايرة رقمية متزامنة ماشية على نبض ساعة (Clock): الفليب فلوب بيتحرّك على الحافة الصاعدة، فالساعة لازم يكون ترددها ثابت وحوافها نضيفة. الـ 555 في وضع astable ساعة رخيصة، بس الـ Duty بتاعه أكبر من 50% لأن المكثف بيشحن من R1 + R2 ويفرّغ من R2 بس. الحل الكلاسيكي: شغّل الـ 555 على ضعف التردد وقسّمه على 2 بـ D Flip-Flop (Q̅ راجع على D) — الخرج بيتقلب مع كل حافة صاعدة، فالعالي والواطي بقوا نفس الطول بالظبط. وعشان توقف الساعة من غير ما توقف المذبذب، بوّابة AND بتعدّي النبض بس لما الـ Enable يبقى 1 (Clock gating).

مدة التجربة 30 دقيقة · 5 مهام

القطع في بداية التجربة

  • PS1 — مصدر تغذية
  • R1 — مقاومة 10 kΩ
  • R2 — مقاومة 10 kΩ
  • C1 — مكثف 1 µF
  • IC — مؤقّت 555
  • F1 — D Flip-Flop
  • G1 — بوابة AND
  • SW1 — مفتاح
  • R3 — مقاومة 10 kΩ
  • GND — أرضي

التوصيلات

  • PS1:+ ↔ IC:VCC
  • PS1:- ↔ IC:GND
  • PS1:+ ↔ R1:1
  • R1:2 ↔ IC:DIS
  • R1:2 ↔ R2:1
  • R2:2 ↔ IC:THR
  • IC:THR ↔ IC:TRIG
  • R2:2 ↔ C1:1
  • C1:2 ↔ PS1:-
  • PS1:- ↔ GND:1
  • IC:OUT ↔ F1:CLK
  • PS1:+ ↔ SW1:1
  • SW1:2 ↔ R3:1
  • R3:2 ↔ PS1:-
  • SW1:2 ↔ G1:B
02 / المهام التي ستطبقها
  1. 01
    حط الأوسيلوسكوب على خرج الـ 555 (IC:OUT): حوالين 48 هرتز والعالي حوالين 14 مللي من 21
    تلميح / الحل المقترح
    f = 1.44 ÷ ((R1 + 2·R2)·C) ≈ 48 Hz. العالي 0.693·(R1+R2)·C ≈ 13.9 ms والواطي 0.693·R2·C ≈ 6.9 ms — Duty حوالين 67%.
  2. 02
    وصّل F1:QN على F1:D: الخرج Q نص التردد (حوالين 24 هرتز) والعالي = الواطي (حوالين 21 مللي)
    تلميح / الحل المقترح
    القلّاب بيتقلب على كل حافة صاعدة بس، فكل نص دورة من Q = دورة كاملة من الـ 555 بغض النظر عن الـ Duty بتاعه.
  3. 03
    Clock gating: وصّل F1:Q على G1:A. والمفتاح SW1 مفتوح الخرج G1:Y ثابت على صفر
    تلميح / الحل المقترح
    AND بتطلّع 1 بس لو الدخلين 1. R3 بيشدّ الـ Enable (G1:B) لتحت لما المفتاح مفتوح.
  4. 04
    اقفل SW1: الساعة بتعدّي على G1:Y بنفس تردد Q
    تلميح / الحل المقترح
    Enable = 1 ⇒ Y = Q. في الشرايح الحقيقية الـ gating بيتعمل بـ latch عشان ما يقطعش نبضة في نصها (glitch).
  5. 05
    خلّي ساعة النظام (G1:Y) حوالين 100 هرتز (90–115) بـ Duty 50%: غيّر C1
    تلميح / الحل المقترح
    Q = نص الـ 555، يعني الـ 555 لازم يبقى حوالين 200 Hz: C = 1.44 ÷ (30 kΩ × 200) ≈ 240 nF ⇒ أقرب قيمة قياسية 220 nF.
03 / تجارب مرتبطة