Урок 4. Дешифратор в корпусе: 74HC138 и бегущий огонь

После этого урока в библиотеке 74HC138 — дешифратор 3 → 8, — а на холсте 16 ламп и бегущий огонь: счётчик выбирает номер, две 74HC138 гасят нужную лампу.

4.1. Идея: номер → один провод

Три провода A0 A1 A2 — это число 0–7. Дешифратор выбирает из восьми выходов один с этим номером. Так процессор выбирает микросхему памяти или устройство по адресу: старшие биты адреса — на дешифратор, его выходы — на входы «выбор» микросхем.

4.2. Идея: активный 0

Выбранный выход 74HC138 — 0, остальные — 1. В даташите над Y0…Y7 черта. Так удобнее: у памяти и устройств вход «выбор» тоже срабатывает от нуля, провод идёт напрямую. А у входов разрешения — по-разному: E1, E2 — от нуля, E3 — от единицы. Это сделано нарочно.

4.3. Идея: 4 → 16 из двух 3 → 8

Старший бит номера подаём на E1 одной микросхемы и на E3 другой: при 0 работает первая, при 1 — вторая. Никаких лишних вентилей — для этого у 74HC138 три входа разрешения. Так собирают дешифраторы на 32 и 64 выхода.

4.4. Сборка

Тот же проект, что в уроке 3: в библиотеке вентили и микросхемы уроков 1–3.

Шаг 1. Чип 74HC138 — дешифратор 3 → 8

Ноги корпуса по даташиту: 1 A0, 2 A1, 3 A2, 4 E1, 5 E2, 6 E3, 7 Y7, 9 Y6, 10 Y5, 11 Y4, 12 Y3, 13 Y2, 14 Y1, 15 Y0; 8 — GND, 16 — VCC. A0 A1 A2 — номер (0–7), выход с этим номером становится 0, остальные — 1 (выходы — активный 0). Разрешение: E1, E2 — активный 0, E3 — активная 1; не разрешено — все выходы 1. Внутри — корпуса из уроков 1–2: 74HC04 (перевороты), две 74HC08 (сочетания и разрешение), две 74HC00 (выходы).

Ctrl+G → имя 74HC138. Ноги: входы A0, A1, A2, E1, E2, E3; выходы Y7, Y6, Y5, Y4, Y3, Y2, Y1, Y0.

Шаг 2. Генератор и сброс

Clock — 2Hz. Кнопка «Сброс» — CLR, через 74HC04: сброс у 74HC74 — от нуля.

Шаг 3. Счётчик 0–15

Две 74HC74 — тот же делитель, что в уроке 2: Q3 Q2 Q1 Q0 считают 0–15.

Шаг 4. Две 74HC138

Три младших бита — номер внутри восьмёрки, на A0 A1 A2 обеих. Старший бит Q3 выбирает, какая работает: у первой он на E1 (работает при 0), у второй — на E3 (работает при 1). Входы разрешения — для того и сделаны: из двух дешифраторов 3 → 8 получается 4 → 16 без единого лишнего вентиля.

Шаг 5. 16 ламп

Лампы L0–L15 — прямо на выходы. Поставь их рядом, по порядку.

4.5. Проверка

1. Clock — 2Hz. Нажми Сброс: горят все лампы, кроме L0.
2. Тёмная лампа бежит: L1, L2 … L15, потом снова L0 — по одной на каждый фронт CLK.
3. На L7 → L8 тень перескакивает на вторую 74HC138: Q3 стал 1.

Почему бежит тень, а не огонь: выход 74HC138 — активный 0, выбранный выход гаснет. На настоящей плате светодиод подключают к VCC через резистор — и он горит как раз от нуля. Там бежал бы огонёк.

Вставка урока 4 (Cmd+I)

Поверх урока 3.

# Урок 4 — 74HC138: дешифратор 3 → 8; бегущий огонь на 16 ламп (две 74HC138, счётчик на двух 74HC74).# Вставка: Cmd+I поверх урока 3 (нужны 74HC00, 74HC04, 74HC08, 74HC74). # 74HC138 — дешифратор 3 → 8: выход Yn = 0 у выбранного n (активный 0); E1, E2 — разрешение активный 0, E3 — активная 1. Ноги: 1 A0, 2 A1, 3 A2, 4 E1, 5 E2, 6 E3, 7 Y7, 9 Y6, 10 Y5, 11 Y4, 12 Y3, 13 Y2, 14 Y1, 15 Y0chip 74HC138 {  portIn(A0)  portIn(A1)  portIn(A2)  portIn(E1)  portIn(E2)  portIn(E3)  portOut(Y7)  portOut(Y6)  portOut(Y5)  portOut(Y4)  portOut(Y3)  portOut(Y2)  portOut(Y1)  portOut(Y0)  # перевёрнутые адреса и разрешения — одна 74HC04 (6-й инвертор свободен)  74HC04(1A=A0, 1Y=nA0, 2A=A1, 2Y=nA1, 3A=A2, 3Y=nA2, 4Y=nE1, 4A=E1, 5Y=nE2, 5A=E2, 6A=GND)  # четыре сочетания A1 A0 — 74HC08  74HC08(1A=nA1, 1B=nA0, 1Y=t0, 2A=nA1, 2B=A0, 2Y=t1, 3Y=t2, 3A=A1, 3B=nA0, 4Y=t3, 4A=A1, 4B=A0)  # разрешение G = НЕ E1 И НЕ E2 И E3; половины: G0 — A2 = 0, G1 — A2 = 1 — вторая 74HC08  74HC08(1A=nE1, 1B=nE2, 1Y=g, 2A=g, 2B=E3, 2Y=G, 3Y=G0, 3A=G, 3B=nA2, 4Y=G1, 4A=G, 4B=A2)  # выходы: И-НЕ половины и сочетания — две 74HC00  74HC00(1A=G0, 1B=t0, 1Y=Y0, 2A=G0, 2B=t1, 2Y=Y1, 3Y=Y2, 3A=G0, 3B=t2, 4Y=Y3, 4A=G0, 4B=t3)  74HC00(1A=G1, 1B=t0, 1Y=Y4, 2A=G1, 2B=t1, 2Y=Y5, 3Y=Y6, 3A=G1, 3B=t2, 4Y=Y7, 4A=G1, 4B=t3)} # ---------- бегущий огонь ----------clock(CLK)button{label="Сброс"}(CLR)# сброс триггеров — активный 0: переворот через 74HC0474HC04(1A=CLR, 1Y=nCLR, 2A=GND, 3A=GND, 4A=GND, 5A=GND, 6A=GND)# счётчик 0–15 на двух 74HC74 (как делитель урока 2)74HC74(1RD=nCLR, 1D=Q0N, 1CP=CLK, 1SD=VCC, 1Q=Q0, 1QN=Q0N, 2QN=Q1N, 2Q=Q1, 2SD=VCC, 2CP=Q0N, 2D=Q1N, 2RD=nCLR)74HC74(1RD=nCLR, 1D=Q2N, 1CP=Q1N, 1SD=VCC, 1Q=Q2, 1QN=Q2N, 2QN=Q3N, 2Q=Q3, 2SD=VCC, 2CP=Q2N, 2D=Q3N, 2RD=nCLR)# две 74HC138: младшая работает при Q3 = 0 (E1 = Q3), старшая — при Q3 = 1 (E3 = Q3)74HC138(A0=Q0, A1=Q1, A2=Q2, E1=Q3, E2=GND, E3=VCC, Y0=L0, Y1=L1, Y2=L2, Y3=L3, Y4=L4, Y5=L5, Y6=L6, Y7=L7)74HC138(A0=Q0, A1=Q1, A2=Q2, E1=GND, E2=GND, E3=Q3, Y0=L8, Y1=L9, Y2=L10, Y3=L11, Y4=L12, Y5=L13, Y6=L14, Y7=L15)# 16 ламп: горят все, кроме выбранной — у 74HC138 выход активный 0led(L0)led(L1)led(L2)led(L3)led(L4)led(L5)led(L6)led(L7)led(L8)led(L9)led(L10)led(L11)led(L12)led(L13)led(L14)led(L15)