За да се получи резултатът от броенето в десетичната система на изхода на брояча, беше необходимо да се сглоби верига от две микросхеми - брояч и декодер. Но освен броячи и декодери, има и друг тип микросхеми - декодиращи броячи, съдържащи в един пакет и брояч, и декодер, свързани към изхода на брояча. Една от тези най-често срещани микросхеми е K561IE8 (или K176IE8). Микросхемата съдържа двоичен брояч, чийто брой е ограничен до 10 (когато десетият импулс пристигне на неговия вход за броене, броячът автоматично преминава в нулево състояние) и BCD декодер, който се включва на изхода на този брояч (Фигура 1).
Микросхемата K561IE8 (K176IE8) има същия случай като K561IE10, но разпределението на щифтовете, разбира се, е различно (само захранващите щифтове са еднакви).
Фиг.2
За да проучите функционирането на микросхемата K561IE8 (K176IE8), сглобете веригата, показана на фигура 2. На микросхемата D1 е направен формовчик на импулси, той е точно същият като в експериментите в уроци № 7 и № 8.
Импулсите се подават към един от входовете на чипа D2, в този случай към входа CP (вход на положителни импулси), докато на втория вход CN (вход на отрицателни импулси) трябва да се приложи логическа единица. Можете също така да приложите импулси към входа на отрицателни импулси - CN, но за това трябва да приложите логическа нула към входа CP.
Входът R се използва, за да принуди брояча да бъде настроен на нула (единица се прилага към входа R с бутона S2), докато изходът "0" на чипа D2 (пин 3) ще бъде единица, а всички останали ще имат нули. Сега, като натиснете бутона S1, използвайки мултицет P1 (или волтметър, тестер), проследете промяната в нивата на изходите на микросхемата.
Единицата ще бъде на изхода, чийто брой съответства на броя на импулсите, получени на входа на брояча (броя кликвания върху S1). Тоест, ако сте започнали от нула, тогава след всяко натискане на S1, устройството ще се премести на следващия изход.И щом стигне до 9-ти (пин 11), следващия път, когато натиснете S1, отново ще отиде на нула.
Чипът K561IE8 брои до 10 (от нула до девет, а при деветия импулс отива до нула), но може да се наложи да броите до друго число, например до 6. Много е лесно да ограничите броя на тази микросхема, трябва да свържете неговия вход R (щифт 15) с проводник към неговия изход, на който трябва да приключи цикълът на броене.
В този случай това е изход 6 (пин 5). Веднага щом чипът D2 преброи до 6, единица от този изход ще отиде на своя вход R и незабавно ще постави брояча на нула. Микросхемата ще брои от нула до 5, а когато пристигне шестият импулс, ще отиде до нула и след това отново в кръг.
По този начин коефициентът на преобразуване (коефициентът на разделяне) на микросхемата K561IE8 може да бъде зададен изключително просто - чрез свързване на един от неговите изходи към неговия вход R.
Фиг.3
Сглобете веригата, показана на фигура 3. Мултивибраторът на елементите D1.1 и D1.2 генерира импулси с честота 0,5-1 Hz, тези импулси се подават към входа на микросхемата D2 и единиците се появяват на свой ред на неговия изходи. Тези модули осветяват светодиодите VD1-VD10. Оказва се, че светлинната точка върви отгоре надолу (според схемата) - светодиодите светят на свой ред. По всяко време можете да ограничите броя - с помощта на окабеляване свържете вход R към всеки изход, например изход 5.
Чипът K561IE8 (K176IE8) има друг изход, обозначен - "P" - това е изходът за прехвърляне. Необходимо е, за да се организира система с многоцифрен брояч, например, когато трябва да преброите не десет, а сто импулса. Тогава един чип ще брои единици импулси, а вторият десетки. Изходът работи по следния начин: след задаване на нула, този изход ще бъде единица и така ще бъде, докато микросхемата преброи пет импулса, след това ще бъде зададена нула на този изход и ще бъде, докато микросхемата преброи до 10 и се прехвърли към нула.
Оказва се, че на този изход за целия период на броене на микросхемата се формира един отрицателен импулс, чието завършване показва, че микросхемата е преброила до 10. Този импулс може да бъде приложен към CN входа на друга микросхема K561IE8 (K176IE8) и тази друга микросхема ще преброи десетки импулси, които първи са пристигнали на входа. И общият коефициент на преобразуване ще бъде 100. Можете да включите третата микросхема след втората (бройте до 1000), а четвъртата след третата (бройте до 10 000) и т.н.
Преобразуването на двоичен код в десетичен е добро, но как да кажете на човек в удобна форма какво е числото на изхода на брояча - свържете електрическа крушка към всеки изход на десетичния декодер и подпишете число върху него? Съгласете се, това е неудобно, въпреки че преди тридесет години този метод на индикация беше широко разпространен.
Погледнете внимателно таблото на всеки електронен цифров часовник. Под всяка цифра на таблото има поле, на което седем сегмента са разположени по специален начин (без да се брои запетаята) - или светещи "тирета" - светодиоди (ако таблото е LED), или флуоресцентни катоди на луминесцентни индикатори, или промяна на цвета на таблото с течни кристали "тирето".
Доста популярен микрочип K561IE8(чуждестранен аналог на CD4017) е десетичен брояч с декодер. В своята структура микросхемата има брояч на Джонсън (пет етапа) и декодер, който ви позволява да преведете кода в двоичната система в електрически сигнал, който се появява на един от десетте изхода на брояча.
Броячът K561IE8 се предлага в 16-пинов DIP корпус.
Технически параметри на брояча K561IE8:
- Захранващо напрежение: 3…15 волта
- Изходен ток (0): 0,6 mA
- Изходен ток (1): 0,25 mA
- Изходно напрежение (0): 0,01 волта
- Изходно напрежение (1): захранващо напрежение
- Консумация на ток: 20 uA
- Работна температура: -45…+85 °C
- Пин 15 (Нулиране) - броячът се нулира до нулево състояние, когато на този изход пристигне сигнал log.1. Да предположим, че искате броячът да брои само до третата цифра (пин 4), за да направите това, трябва да свържете пин 4 към пин 15 (Нулиране). Така, когато броячът достигне третата цифра, броячът K561IE8 автоматично ще започне да брои отначало.
- Заключение 14 (резултат)- изходът е проектиран да доставя тактов сигнал за броене. Превключването на изхода става на положителния фронт на сигнала на пин 14. Максималната честота е 2 MHz.
- Пин 13 (стоп)- този изход, в съответствие с нивото на сигнала върху него, ви позволява да спрете или стартирате брояча. Ако е необходимо да спрете работата на брояча, тогава за това е необходимо да приложите log.1 към този изход. В този случай, дори ако все още се получава тактов сигнал на пин 14 (броене), няма да има превключващ брояч на изхода. За да се даде възможност за отчитане, щифт 13 трябва да бъде свързан към отрицателния захранващ кабел.
- Пин 12 (прехвърляне)- този изход (трансферен изход) се използва при създаване на многоетапен брояч от няколко K561IE8. В този случай изходът 12 на първия брояч е свързан към часовниковия вход 14 на втория брояч. Положителен фронт на изхода за трансфер (12) се появява на всеки 10 тактови периода на входа (14).
- Изводи 1-7 и 9-11 (Q0…Q9)— изходи на брояча. В първоначалното състояние всички изходи са log.0, с изключение на изхода Q0 (log.1 върху него). На всеки изход на брояча се появява високо ниво само за периода на тактовия сигнал със съответното число.
- Пин 16 (захранване)- свързан към положителната страна на захранването.
- Пин 8 (земя)- Този изход е свързан към минуса на захранването.
Фигурата по-долу показва символа на чипа K561IE8:
Няколко примера за използване на брояча K561IE8
Използвайки десетичния брояч K561IE8, можете да сглобите прост таймер. При натискане на бутона SA1 кондензаторът C1 се разрежда през резистора R1. Когато бутонът SA1 бъде освободен, кондензаторът C1 ще се зареди през резистора R2, причинявайки нарастващ фронт на тактовия вход (14) на брояча K561IE8. Това ще накара изхода на Q1 да се появи на високо логическо ниво (на практика захранващото напрежение), в резултат на което светодиодът HL1 ще светне.
В същото време кондензаторът C2 ще започне да се зарежда през съпротивленията R4 и R5. Когато напрежението върху него достигне около половината от захранващото напрежение, това ще нулира брояча. Изходът Q1 ще стане нисък, светодиодът ще се изключи и кондензаторът C2 ще се разреди през диод VD1 и резистор R3. След това веригата ще остане в това стабилно състояние, докато бутонът SA1 не бъде натиснат отново.
Чрез промяна на съпротивлението R4 можете да изберете желания интервал на таймера в диапазона от 5 секунди и 7 минути. Консумацията на ток на тази верига в режим на готовност е няколко микроампера, в режим на работа е около 8 mA, главно поради блясъка на светодиода.
Тази схема симулира светлините на полицейски мигащ фар. В резултат на работата на устройството се редуват мигането на червени и сини светодиоди, като всеки цвят мига по три пъти.
Генераторът на тактови импулси за брояча K561IE8 е изграден върху таймера NE555. Ширината на тези импулси може да се променя чрез избор на съпротивления R1, R2 и капацитет C2. Импулси от изхода на брояча, чрез диоди, се подават към два транзисторни ключа, които управляват мигането на светодиодите.
Това устройство е разработено за новогодишните празници, като украса за коледна елха, която заедно с печатна платка може да се постави на клон на коледна елха. Но приложението може да бъде по-широко, например като индикатор или пътепоказател.
Устройството е направено на един чип K561IE8. На изхода, на единия край на печатната платка, има девет ултраярки индикаторни светодиода в една линия. Когато машината работи, първо светва един краен светодиод, а след това всички останали последователно светват, докато светнат всички. След това излизат и всичко се повтаря отново. Визуален ефект - линията расте от точка.
електрическа схема
Веригата е показана на фигура 1. Основата на веригата е броячът K561IE8 и генератор на импулси на мигащ светодиод HL1. Мигащият светодиод HL1, в процеса на мигане, токът през него се променя значително и напрежението на резистора R1 се променя съответно - върху него се формират импулси, доста логическо ниво. Те се подават към входа на брояча.
Интересното е, че тези импулси са придружени от хаотични къси импулси, напомнящи смущения от контактно отскачане. Причината за тях не е ясна, тъй като в светодиода определено няма механични контакти. Но така че тези кратки импулси да не провалят брояча, веригата R2-C1 е включена на неговия вход.
Ориз. 1. Схема на светлини на чип K561IE8.
Както знаете, в процеса на преброяване на входните импулси, състоянието на изходите на брояча K561IE8 се променя, както следва - модулът преминава от един изход към друг последователно, според броя на преброените импулси.
Тоест само един от изходите има единица, докато всички останали изходи имат нули. Ако ключовете със светодиоди са свързани директно към изходите на микросхемата, ще се окаже, че винаги ще свети само един светодиод и ефектът ще прилича на течаща точка.
Но беше необходим ефектът от удължаване на линията, така че на диодите VD1-VD17 беше монтирана верига, която държи ключовете на включените преди това светодиоди отворени.
Инсталация
Монтажът се извършва върху печатната платка, показана на фиг. 2.
Ориз. 2. PCB за веригата на светлините.
Ориз. 3. Разположението на компонентите на платката.
Подробности
Можете да използвате всякакви светодиоди, за предпочитане супер ярки. Мигащ светодиод - всеки мигащ индикатор в червено. Червено, защото има по-ниско падащо напрежение. Чипът K561IE8 може да бъде заменен с K176IE8 или чуждестранен аналог на CD4017 или може да се използва друг "4017".
Напълно възможно е същата схема да се адаптира за превключване на гирлянди. Просто вместо светодиоди HL2-HL10 ще трябва да свържете устройства за превключване на гирлянди, например релейни намотки с ниска мощност или светодиоди на полупроводникови релета или оптотриаци.
Анисимов В. А. РК-11-16.
Микросхеми K176IE8И K561IE8- десетични броячи-делители. Имат 10 декодирани изхода QO...Q9. Веригата на брояча съдържа петстепенен високоскоростен брояч на Джонсън и декодер, който преобразува двоичен код в сигнал на един от десетте изхода.
Ако има ниско ниво на входа за разрешаване на броя на EC на броячите K561IE8 и K176IE8, тогава броячът изпълнява своите операции синхронно с положителен диференциал на входа на часовника C. Когато входът EC е висок, входът на часовника е деактивиран и броенето спира. Когато входът за нулиране R е висок, броячът се изчиства до нула.
На всеки изход на декодера се появява високо ниво само за периода на тактовия импулс със съответния номер. Броячът има трансферен изход C vy. Нарастващият фронт на изхода за пренасяне възниква след 10 тактови периода и се използва като тактов сигнал за брояча на следващото десетилетие. Максималната тактова честота за броячите K561IE8 и K176IE8 е 2 MHz.
Продължителността на импулса за забрана на броенето трябва да надвишава 300 ns, продължителността на тактовия импулс не трябва да бъде по-малка от 250 ns. Нулиращият импулс трябва да е по-дълъг от 275 ns. Възможните логически и импулсни състояния на броячите K561IE8 и K176IE8 са обобщени в таблицата.
Чуждият аналог на микросхемата K561IE8 е микросхемата CD4017A.
| Брой цифри | 5 |
| Контролни входове | C,R,EC |
| Контрол на влизане C | , |
| Захранващо напрежение | 3...15 V | Време за забавяне на разпространението | 1700 ns |
| Входяща честота | 2 MHz |
| Консумация на ток при максимално захранващо напрежение | 0,2 mA |
| Ниско ниво на изходен ток | 0,18 mA |
| Температура на околната среда | -45...+70 о С |
| Вход | Режим | ||
|---|---|---|---|
| Р | ° С | ЕС | |
| 1 | х | х | Q0 = C out = 1 |
На елементите DD1.1, DD1.2 е монтиран главен осцилатор с честота 500 Hz. Разделителят на DD2 генерира две импулсни последователности с честота 50 Hz с фази, изместени на 180 °, за да управляват превключвателите на захранването VT1 и VT2 на двутактов преобразувател. За да се избегнат превключващи токове, има "мъртва зона" между изключването на единия ключ и включването на другия - 10% от продължителността на периода.
Когато се приложи високо ниво (логическа "1") към входа "Заключване", и двата изходни клавиша са заключени.
Изходната мощност на преобразувателя е ограничена от мощността на силовия трансформатор Т1 и максимално допустимия ток на изходните транзистори. Коефициентът на трансформация на силовия трансформатор Kt=20. Като изходни транзистори са подходящи IRFZ34 (15 A), IRFZ44 и KP723A (30 A), IRFZ46 (50 A). За надеждност трябва да имате двоен запас по ток и троен запас по напрежение. Електрическите вериги трябва да бъдат възможно най-къси и направени с проводници с подходящо сечение.
Желателно е предложената преобразувателна схема да се допълни със защитни и сервизни вериги, включително:
- защита срещу спиране на главния генератор, тя е и блокировка;
- защита на изходните транзистори от превишаване на напрежението на батерията над 15 V;
- защита на батерията срещу дълбоко разреждане. Същата верига служи като индикатор за напрежението на батерията. При 10 V светодиодът VD9 изгасва, при 15 V свети с пълна сила;
- защита срещу неправилно свързване, т.е. обръщане на батерията;
- Автоматично преминаване към резервно захранване при прекъсване на захранването в мрежата и връщане към захранване от мрежата при поява на мрежово напрежение.
Конверторът консумира не повече от 7 mA в режим на покой.
Уредът за разпределение K561IE8 има вход за нулиране (пин 13), високо ниво, при което нулира микросхемата. В същото време броенето спира и всички изходи, с изключение на нула (пин 3), се нулират. И двата изходни транзистора VT1 и VT2 са затворени, т.е. преобразувателят е блокиран.
Схемата за аварийно блокиране е показана в. Кондензаторът C4 се зарежда през R13 до захранващото напрежение при липса на импулси от изхода DD1.2 и подава логическа "1" към блокиращия вход (пин 13 DD2) през VD13. При нормална работа на преобразувателя, на всеки 20 ms се появява логическа "1" на изхода "Lock Reset" (пин 1 DD2), който отваря транзистора VT5 през R11 и разрежда C4, като по този начин предотвратява работата на ключалката.
Защита от пренапрежение на батерията. Когато Ua>15 V се превиши, ценеровият диод VD10 се отваря, VT4 се отваря с ток през R9 и подава логическа "1" през VD12 към блокиращия вход. Това блокиране е необходимо, за да се предотврати повреда на силовите транзистори. За да защитите цялата верига паралелно с C5, трябва да включите ценеровия диод KS515. Тази ситуация няма да възникне, освен ако зарядното устройство не е свързано към инвертора без батерия. По-добре е да свържете преобразувателя и зарядното към батерията с различни проводници.
DB защита от дълбок разряд. Стойността на R7 е избрана по такъв начин, че за Ua<10,5 В транзистор VT3 уже закрылся, светодиод VD9 погас, и через R8 и VD11 подалась логическая "1" на вход блокировки. С2 предотвращает блокировку в случае кратковременного понижения Ua.
Защита срещу неправилно включване (обръщане на полярността) на АВ. В случай на аварийно блокиране има логическа "1" на пин 9 на DD1.4 и "O" на изхода на DD1.4. Транзисторът VT6 се затваря, релето K1 се освобождава и изключва батерията от силовата част на преобразувателя. В случай на обръщане на полярността, когато батерията е свързана, реле K1 изобщо не работи.
Автоматично превключване към резервно захранване. В случай на наличие на напрежение в мрежата, релето K2 се включва и с контактите си свързва товара директно към мрежата. Транзисторът на оптрона VU1 е отворен и чрез R14 подава логическа "1" на блокиращия вход. В този случай преобразувателят е блокиран.
Когато мрежовото напрежение отпадне, релето K2 се освобождава, превключвайки товара към изхода на преобразувателя. Транзисторът на оптрона се затваря и на пин 5 на DD1.3 се появява логическо "O". Опирайки се на изхода DD1.3-"1", положителен импулс отваря транзистора VT5, C5 се разрежда, "1" изчезва от блокиращия вход и преобразувателят се стартира.
Превключвателят S1 "On" ви позволява да изключите преобразувателя в случай, че при липса на напрежение в мрежата не е необходимо резервно захранване; "+" захранването се подава през превключвател S1 и R14 към блокиращия вход. При отваряне на контактите на превключвателя S1, преобразувателят стартира - точно както след прекъсване на захранването в мрежата.
Когато работите с повишаващи преобразуватели, спазвайте правилата за безопасност, тъй като работата се извършва с опасно за тялото напрежение !! Препоръчително е изходната вторична намотка да се изолира в процеса на регулиране на монтажа с тръби, изработени от гумени тръби, за да се избегне случаен контакт.
