Dacă vă confruntați cu sarcina de a implementa un contor de impulsuri, numărând zeci, sute sau mii, atunci pentru aceasta este suficient să folosiți un ansamblu gata făcut - microcircuitul CD4026. Din fericire, microcircuitul elimină practic toate grijile legate de cablarea microcircuitului și a elementelor suplimentare de potrivire. În același timp, un numărător CD4026 este capabil să „numere” doar până la 10, adică dacă trebuie să numărăm până la 100, atunci folosim 2 microcircuite, dacă până la 1000, atunci 3 etc. Ei bine, să spunem câteva cuvinte despre cip în sine și funcționalitatea acestuia.

Descrierea funcționării contorului CD4026

Inițial, vă prezentăm aspectul și denumirea funcțională a știfturilor de pe cip de contor

În ciuda faptului că totul este în engleză, în principiu totul aici este clar! Citirile contorului cresc cu 1 unitate de fiecare dată când un impuls pozitiv ajunge la contactul „ceas”. În acest caz, la ieșirile a-g apare o tensiune care, atunci când este aplicată unui indicator cu 7 segmente, va afișa numărul de impulsuri.

Contactul „resetare” resetează citirile de numărare atunci când este scurtcircuitat la +.

Pinul „dezactivare ceas” trebuie de asemenea conectat la masă.

Contactul „activare afișaj”, de fapt, contactul 3 trebuie conectat la pozitiv.

Contactul „÷10” este de fapt la ieșire 5, trimite un semnal despre depășirea contorului, astfel încât să poată fi conectat un contor similar și să înceapă numărarea pentru 10, 100, 1000...

Contactul „nu 2” ia valoarea LOW dacă și numai dacă valoarea contorului este 2. În caz contrar, HIGH.

Tensiunea de alimentare de funcționare a microcircuitului este de 3-15 V. Adică are un stabilizator încorporat. Acum să vorbim despre cum să conectați acest microcircuit la ansamblu, adică despre schema circuitului.

Schema de conectare pentru un contor de impulsuri pe un cip CD4026

Aruncă o privire la diagramă. Acesta numără impulsurile de lumină ale modificărilor rezistenței pentru un fotorezistor. Ca fotorezistor, puteți utiliza, să zicem, un fotorezistor 5516. Deci, din cauza unei modificări a rezistenței, potențialul de la baza tranzistorului se schimbă. Ca urmare, curentul începe să curgă prin circuitul colector-emițător, ceea ce înseamnă că este furnizat un impuls la intrarea 1 a microcircuitului, care trebuie numărat.
De îndată ce primul microcircuit numără 1 zece, atunci apare un impuls la pinul 5 indicând „depășirea” contorului. În cele din urmă, acest impuls este furnizat unui al doilea microcircuit, care funcționează exact pe același principiu. Dar în acest caz, microcircuitul nu mai numără unitățile, ci zeci. Dacă adăugați 3 microcircuite, atunci vor fi sute etc.

Pentru a reseta la 0, aplicați doar un plus la picioarele a 15 microcircuite. Microcircuitul este proiectat să funcționeze cu un indicator cu 7 segmente. Când se aplică uneia dintre ieșirile acestui indicator, obținem numărul de care avem nevoie. Uită-te la masă...

În concluzie, aș vrea să spun încă o dată că contorul de puls în acest caz este funcțional și va necesita costuri și cunoștințe minime din partea dvs. Ceea ce este de asemenea important este că circuitul nu trebuie configurat, cel puțin partea digitală. Singurul lucru este că s-ar putea să trebuiască să vă „jucați” cu rezistențe și un fotorezistor la intrare.

Toată lumea știe de ce există un microcalculator, dar se dovedește că, pe lângă calculele matematice, este capabil de mult mai mult. Vă rugăm să rețineți că dacă apăsați butonul „1”, apoi „+” și apoi apăsați „=”, atunci cu fiecare apăsare a butonului „=” numărul de pe afișaj va crește cu unul. De ce nu un contor digital?

Dacă două fire sunt lipite la butonul „=”, acestea pot fi folosite ca intrare a unui contor, de exemplu, un contor de ture pentru o mașină de bobinat. Și la urma urmei, contorul poate fi, de asemenea, reversibil, pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să formați un număr pe afișaj, de exemplu, numărul de spire ale bobinei, apoi apăsați butonul „-” și butonul „1”; . Acum, de fiecare dată când apăsați „=", numărul va scădea cu unu.

Cu toate acestea, este nevoie de un senzor. Cea mai simplă opțiune este un comutator lamelă (Fig. 1). Conectăm întrerupătorul cu lame cu fire paralele cu butonul „=”, comutatorul însuși se află pe partea staționară a mașinii de bobinat și fixăm magnetul pe cel mobil, astfel încât în ​​timpul unei rotații a bobinei magnetul să treacă lângă comutatorul cu lame o dată, făcându-l să se închidă.

Asta e tot. Trebuie să înfășurați bobina, să faceți „1+” și apoi cu fiecare tură, adică cu fiecare tură, citirile de pe afișaj vor crește cu una. Trebuie să derulați bobina - introduceți numărul de spire ale bobinei pe afișajul microcalculatorului și faceți „-1”, apoi cu fiecare rotație de derulare a bobinei, citirile afișate vor scădea cu una.

Fig.1. Schema de conectare a comutatorului cu lame la calculator.

Și, să presupunem că trebuie să măsurați o distanță mare, de exemplu, lungimea unui drum, dimensiunea unui teren, lungimea unui traseu. Luăm o bicicletă obișnuită. Așa este - atașăm un suport nemetalic cu un comutator cu lame la furcă și atașăm magnetul la una dintre spițele roții bicicletei. Apoi, măsurăm circumferința roții și o exprimăm în metri, de exemplu, circumferința roții este de 1,45 metri, așa că formăm „1,45+”, după care cu fiecare rotație a roții citirile afișate vor crește cu 1,45 metri și, ca urmare, afișajul va afișa distanța parcursă de bicicletă în metri.

Dacă aveți un ceas deșteptător chinezesc cu quartz defect (de obicei mecanismul lor nu este foarte durabil, dar placa electronică este foarte fiabilă), puteți lua o placă de pe el și, conform circuitului prezentat în Figura 2, faceți un cronometru din el și un calculator.

Alimentarea plăcii ceasului cu alarmă este furnizată printr-un stabilizator parametric de pe LED-ul HL1 (LED-ul trebuie să aibă o tensiune continuă de 1,4-1,7V, de exemplu, roșu AL307) și rezistența R2.

Impulsurile sunt generate din impulsurile de control ale motorului pas cu pas al mecanismului de ceas (bobinele trebuie deconectate, placa este utilizată independent). Aceste impulsuri se deplasează prin diodele VD1 și VD2 la baza tranzistorului VT1. Tensiunea de alimentare a plăcii de alarmă este de numai 1,6 V, în timp ce nivelurile impulsurilor la ieșirile pentru motorul pas cu pas sunt și mai mici.

Pentru ca circuitul să funcționeze corect, sunt necesare diode cu un nivel scăzut de tensiune directă, cum ar fi VAT85 sau germaniu.

Aceste impulsuri ajung la comutatorul tranzistorului la VT1 și VT2. Circuitul colector VT2 include înfășurarea unui releu de putere redusă K1, ale cărui contacte sunt conectate în paralel cu butonul „=” al microcalculatorului. Când există o putere de +5V, contactele releului K1 se vor închide la o frecvență de 1 Hz.

Pentru a porni cronometrul, trebuie mai întâi să efectuați acțiunea „1+”, apoi să porniți alimentarea circuitului de modelare a impulsului folosind comutatorul S1. Acum, cu fiecare secundă, citirile afișate vor crește cu una.

Pentru a opri numărarea, pur și simplu opriți alimentarea modelului de impulsuri folosind comutatorul S1.

Pentru a avea un număr pentru reducerea, trebuie mai întâi să introduceți numărul inițial de secunde pe afișajul microcalculatorului, apoi să faceți acțiunea „-1” și să porniți alimentarea modelului de impulsuri cu comutatorul S1. Acum, cu fiecare secundă, citirile afișate vor scădea cu una, iar din ele se va putea judeca cât timp a mai rămas până la un anumit eveniment.

Fig.2. Schemă pentru transformarea unui cuier chinezesc într-un cronometru.

Fig.3. Schema unui contor de intersecție a fasciculului IR folosind un calculator.

Dacă utilizați un senzor foto cu infraroșu care funcționează la intersecția fasciculului, puteți adapta microcalculatorul pentru a număra unele obiecte, de exemplu, cutii care se deplasează de-a lungul unei benzi transportoare, sau prin instalarea senzorului pe culoar, numărați persoanele care intră în cameră .

O diagramă schematică a unui senzor de reflexie IR pentru lucrul cu un microcalculator este prezentată în Figura 3.

Generatorul de semnal IR este realizat pe un cip A1 de tip „555” (temporizator integrat). Este un generator de impulsuri cu o frecvență de 38 kHz, la ieșirea căruia este pornit un LED infraroșu. Frecvența de generare depinde de circuitul C1-R1 la configurare prin selectarea rezistenței R1, trebuie să setați frecvența la ieșirea microcircuitului (pin 3) la 38 kHz. LED-ul HL1 este așezat pe o parte a pasajului, punând pe acesta un tub opac, care trebuie să fie îndreptat cu precizie către fotodetector.

Fotodetectorul este realizat pe cipul HF1 - acesta este un fotodetector integrat standard de tip TSOP4838 pentru sistemele de telecomandă pentru televizoare și alte electrocasnice. Când un fascicul de la HL1 lovește acest fotodetector, ieșirea sa este zero. În absența unui fascicul - unul.

Astfel, nu există nimic între HL1 și HF1 - contactele releului K1 sunt deschise, iar în momentul trecerii oricărui obiect, contactele releului sunt închise. Dacă efectuați acțiunea „1+” pe microcalculator, atunci cu fiecare trecere a unui obiect între HL1 și HF1, citirile afișate ale microcalculatorului vor crește cu una, iar din ele puteți judeca câte cutii au fost expediate sau câte persoane au intrat. .

Kryukov M.B. RK-2016-01.

Total: ~180rub (~$5)

Cazul, bateria (aș alege bateria Lo-Pol de la aceeași scuteră C200 - compactă, încăpătoare, ieftină (relativ)) - nu o numărăm, deoarece ambele sunt necesare în ambele opțiuni.

Acum opțiunea ta:

1. LCI5-4/8 - aproximativ 50 de ruble (~1,42 $)
2. K176IE4 (CD4026) - 15 ruble (~0,42$)x4=60 ruble (~1,68$)
3. K176LA7 - 5 ruble (~0,14$)x4=20 ruble (~0,56$)
4. În vrac (comenzi rapide SMD, butoane, condensatoare SMD etc.) dintr-o privire - aproximativ 50 de ruble. (~1,42 USD)

Total: ~180rub (~$5)

Care este beneficiul?

Acum să estimăm caracteristicile de performanță și funcționalitatea:

Varianta cu MK va avea consum maxim 20mA, în timp ce în versiunea dvs., cred că de 1,5...2 ori mai mult. În plus, în versiunea dvs. - complexitatea (relativă) a unei plăci de circuit imprimat pe 7 carcase + ILC5-4/8 cu mai multe picioare (probabil cu două fețe), incapacitatea de a actualiza dispozitivul (adăugați sau modificați funcționalitatea) fără a obține în circuit (doar la nivel de software), lipsa posibilității de organizare a memoriei pentru măsurători (numărare), alimentare de cel puțin 5V (cu mai puțin nu vei balansa LCI), greutate și dimensiuni. Mai sunt multe argumente care pot fi date. Acum opțiunea cu MK. Am scris deja despre consumul de curent - 20mA max. + posibilitatea unui mod sleep (consum - 1...5 mA (în principal LCD)), complexitatea plăcii pentru un microcircuit cu 8 picioare și un conector cu 5 pini pentru un LCD Motorola este ridicolă chiar și de spus. Flexibilitate (puteți face așa ceva în mod programatic, fără a schimba circuitul sau placa - vă va pune părul pe cap), conținutul informativ al afișajului grafic 98x64 nu poate fi comparat cu cele 4,5 cifre ale unui LCI cu 7 segmente. sursa de alimentare - 3...3.5V (poti folosi chiar si o tableta CR2032, dar Li-Pol de la un mabyl este totusi mai bun). Capacitatea de a organiza memoria cu mai multe celule pentru rezultatele măsurătorilor (conturile) dispozitivului - din nou, numai la nivel de software, fără a interfera cu circuitul și placa. Și în sfârșit - dimensiunile și greutatea nu pot fi comparate cu opțiunea dvs. Argumentul „Nu știu să programez” nu va fi acceptat - cine dorește va găsi o cale de ieșire. Pana ieri nu stiam sa lucrez cu display-ul de pe telefonul mobil Motorola S205. Acum pot. A trecut o zi. Pentru că am NEVOIE. În cele din urmă, ai dreptate - poți întreba pe cineva.)) Cam așa. Și nu este o chestiune de frumusețe, ci de faptul că logica discretă este iremediabil depășită atât din punct de vedere moral, cât și tehnic, ca element principal al proiectării circuitelor. Ceea ce a necesitat zeci de carcase cu consum total sălbatic, complexitate de PP și dimensiuni uriașe, acum poate fi asamblat cu un MK de 28-40 de picioare ușor și natural - credeți-mă. În zilele noastre există chiar mai multe informații despre MK decât despre logica discretă - și acest lucru este destul de de înțeles.

Acest dispozitiv este conceput pentru a număra numărul de rotații ale arborelui unui dispozitiv mecanic. Pe lângă simpla numărare cu indicație pe afișajul LED în numere zecimale, contorul oferă informații despre numărul de rotații dintr-un cod binar pe zece biți, care poate fi utilizat în proiectarea unui dispozitiv automat. Contorul constă dintr-un senzor optic de viteză, care este un optocupler format dintr-un LED IR care strălucește constant și o fotodiodă, între care se află un disc din material opac în care este decupat un sector. Discul este atașat la arborele unui dispozitiv mecanic, al cărui număr de rotații trebuie numărat. Și, o combinație de două contoare - un contor zecimal cu trei cifre cu ieșire la indicatori LED cu șapte segmente și un contor binar din zece cifre. Contoarele funcționează sincron, dar independent unul de celălalt. LED-ul HL1 emite un flux de lumină continuu, care intră în fotodiodă printr-o fantă din discul de măsurare. Când discul se rotește, sunt generate impulsuri și, deoarece există un singur slot în disc, numărul acestor impulsuri este egal cu numărul de rotații ale discului. Declanșatorul Schmitt de pe D1.1 și D1.2 convertește impulsurile de tensiune pe R2, cauzate de o modificare a fotocurentului prin fotodiodă, în impulsuri de nivel logic adecvate pentru perceperea de către contoarele din seriile K176 și K561. Numărul de impulsuri (numărul de rotații ale discului) este numărat simultan de două contoare - un contor zecimal de trei decenii pe cipurile D2-D4 și unul binar pe D5. Informațiile despre numărul de rotații sunt afișate pe un afișaj digital, compus din trei indicatori LED cu șapte segmente H1-H3 și sub forma unui cod binar pe zece biți, care este eliminat de la ieșirile contorului D5. Resetarea tuturor contoarelor la zero în momentul pornirii alimentării are loc simultan, ceea ce este facilitat de prezența elementului D1.3. Dacă aveți nevoie de un buton zero, acesta poate fi conectat în paralel cu condensatorul C1. Dacă aveți nevoie ca semnalul de resetare să provină de la un dispozitiv extern sau un circuit logic, trebuie să înlocuiți microcircuitul K561LE5 cu K561LA7 și să deconectați pinul 13 al acestuia de la pinul 12 și C1. Acum zero se poate face prin aplicarea unui zero logic de la un nod logic extern la pinul 13 al D1.3. Circuitul poate folosi alți indicatori LED cu șapte segmente similare cu ALS324. Dacă indicatorii au un catod comun, trebuie să aplicați zero, nu unul, la pinii 6 D2-D4. Microcircuitele K561 pot fi înlocuite cu analogi din seria K176, K1561 sau analogi importați. LED - orice LED IR (de la telecomanda echipamentului). Fotodiodă - oricare dintre cele utilizate în sistemele de telecomandă ale televizoarelor de tip USCT. Setarea constă în setarea sensibilității fotodiodei prin selectarea valorii lui R2.

Radioconstructor nr 2 2003 p. 24

Starea inițială este nivelul zero la toate ieșirile de declanșare (Q 1 – Q 3), adică codul digital 000. În acest caz, cea mai semnificativă cifră este ieșirea Q 3. Pentru a transfera toate bistabilele în starea zero, intrările bistabilelor R sunt combinate și li se aplică nivelul de tensiune necesar (adică, un impuls care resetează bistabilele). Aceasta este în esență o resetare. Intrarea C primește impulsuri de ceas care măresc codul digital cu unul, adică după sosirea primului impuls, primul declanșator trece în starea 1 (cod 001), după sosirea celui de-al doilea impuls, al doilea declanșator trece în starea 1, iar primul care indică 0 (cod 010), apoi al treilea etc. Ca urmare, un astfel de dispozitiv poate număra până la 7 (cod 111), deoarece 2 3 – 1 = 7. Când toate ieșirile declanșatorilor sunt setate la uni, ei spun că tejgheaua este revărsată. După sosirea următorului (al nouălea) impuls, contorul se va reseta la zero și totul va începe de la început. În grafice, modificările stărilor de declanșare apar cu o anumită întârziere t h. La a treia cifră întârzierea este deja triplată. Întârzierea care crește odată cu numărul de biți este un dezavantaj al contoarelor cu transfer serial, care, în ciuda simplității lor, limitează utilizarea lor la dispozitivele cu un număr mic de biți.

Clasificarea contoarelor

Contoarele sunt dispozitive pentru numărarea numărului de impulsuri (comenzi) primite la intrarea lor, stocarea și stocarea rezultatului numărării și emiterea acestui rezultat. Parametrul principal al contorului este modulul de numărare (capacitatea) Kс. Această valoare este egală cu numărul de stări stabile ale contorului. După sosirea impulsurilor Kc, contorul revine la starea inițială. Pentru contoarele binare Kс = 2 m, unde m este numărul de biți de contor.

Pe lângă Kc, caracteristicile importante ale contorului sunt frecvența maximă de numărare fmax și timpul de stabilire tset, care caracterizează viteza contorului.

Tst este durata procesului de tranziție de comutare a contorului la o stare nouă: tset = mttr, unde m este numărul de cifre și ttr este timpul de comutare a declanșatorului.

Fmax este frecvența maximă a impulsurilor de intrare la care nu are loc pierderea impulsurilor.

După tipul de operație:

– Însumarea;

– Stractiv;

– Reversibilă.

Într-un contor însumător, sosirea fiecărui impuls de intrare crește rezultatul numărării cu unu, într-un contor scădere acesta scade cu unu; În contoarele inversate, pot apărea atât însumarea, cât și scăderea.

După organizarea structurală:

- consistent;

- paralel;

– serie-paralel.

Într-un contor serial, impulsul de intrare este furnizat numai la intrarea primei cifre;

Într-un numărător paralel, odată cu sosirea următorului impuls de numărare, comutarea declanșatorilor la trecerea la o nouă stare are loc simultan.

Circuitul serie-paralel include ambele opțiuni anterioare.

În ordinea modificărilor de stat:

– cu o ordine firească de numărare;

– cu un ordin de numărare arbitrar.

Numărarea modulelor:

– binar;

- non binar.

Modulul de numărare al unui contor binar este Kc=2, iar modulul de numărare al unui contor nebinar este Kc= 2m, unde m este numărul de biți contor.

Contor serial sumator

Fig.1. Însumând contor serial de 3 biți.

Declanșatoarele acestui contor sunt declanșate de marginea descendentă a impulsului de numărare. Intrarea cifrei superioare a contorului este conectată la ieșirea directă (Q) a cifrei adiacente inferioare. Diagrama de timp a funcționării unui astfel de contor este prezentată în Fig. 2. La momentul inițial de timp, stările tuturor bistabilelor sunt egale cu log.0, respectiv, la ieșirile lor directe există log.0. Acest lucru se realizează prin intermediul unui log pe termen scurt.0 aplicat intrărilor de setare asincronă a flip-flops la log.0. Starea generală a contorului poate fi caracterizată printr-un număr binar (000). În timpul numărării, logica 1 este menținută la intrările instalării declanșatorului asincron în log.1. După sosirea marginii de fugă a primului impuls, 0-bit comută în starea opusă - log.1. Marginea anterioară a impulsului de numărare apare la intrarea de 1 bit. Stare contor (001). După ce marginea descendentă a celui de-al doilea impuls ajunge la intrarea contorului, 0-bit comută la starea opusă - log.0, iar la intrarea 1-bit apare marginea descendentă a impulsului de numărare, care comută 1. -bit to log.1. Starea generală a contorului este (010). Următorul front descendent la intrarea pe 0 biți îl va seta la 1 logic (011), etc. Astfel, contorul acumulează numărul de impulsuri de intrare care ajung la intrarea sa. Când sosesc 8 impulsuri la intrarea sa, contorul revine la starea inițială (000), ceea ce înseamnă că coeficientul de numărare (CFC) al acestui contor este 8.

Orez. 2. Diagrama de timp a unui numărător de adăugări în serie.

Contor serial subtractiv

Declanșatoarele acestui contor sunt declanșate de marginea de cădere. Pentru a implementa operația de scădere, intrarea de numărare a cifrei de ordin superior este conectată la ieșirea inversă a cifrei de ordin inferior adiacente. Declanșatoarele sunt setate preliminar la log.1 (111). Funcționarea acestui contor este prezentată în diagrama de timp din Fig. 4.

Orez. 1 Contor stractiv serial

Orez. 2 Diagrama de timp a unui contor stractiv în serie

Contor serial reversibil

Pentru a implementa un contor sus/jos, este necesar să combinați funcțiile unui contor de adunare și funcțiile unui contor de scădere. Diagrama acestui contor este prezentată în Fig. 5. Semnalele „suma” și „diferență” sunt folosite pentru a controla modul de numărare. Pentru modul de însumare, „sum” = log.1, „0” este log pe termen scurt.0; „diferență” = log.0, „1” - log pe termen scurt.0. În acest caz, elementele DD4.1 și DD4.3 permit furnizarea de semnale de la ieșirile directe ale declanșatorilor DD1.1, DD1.2 către intrările de ceas ale declanșatorilor DD1.2, DD2.1 prin elementele DD5.1 ​​​​și, respectiv, DD5.2. În acest caz, elementele DD4.2 și DD4.4 sunt închise, există un log 0 la ieșirile lor, deci acțiunea ieșirilor inverse nu afectează în niciun fel intrările de numărare ale bistabilelor DD1.2, DD2.1. Astfel, operația de însumare este implementată. Pentru a implementa operația de scădere, log.0 este furnizat la intrarea „sumă”, iar log.1 la intrarea „diferență”. În acest caz, elementele DD4.2, DD4.4 permit ca semnale de la ieșirile inverse ale declanșatorilor DD1.1, DD1.2 să fie furnizate la intrările elementelor DD5.1, DD5.2 și, în consecință, la numărătoare. intrările declanșatoarelor DD1.2, DD2.1. În acest caz, elementele DD4.1, DD4.3 sunt închise, iar semnalele de la ieșirile directe ale declanșatorilor DD1.1, DD1.2 nu afectează în niciun fel intrările de numărare ale declanșatorilor DD1.2, DD2. 1. Astfel, operația de scădere este implementată.

Orez. 3 Contor serial sus/jos pe 3 biți

Pentru a implementa aceste contoare, puteți utiliza și declanșatoare care sunt declanșate de frontul ascendent al impulsurilor de numărare. Apoi, la însumare, un semnal de la ieșirea inversă a bitului de ordin inferior adiacent trebuie să fie furnizat la intrarea de numărare a cifrei celei mai mari, iar la scădere, invers, intrarea de numărare trebuie conectată la ieșirea directă.

Dezavantajul unui contor serial este că, pe măsură ce adâncimea de biți crește, timpul de instalare (tset) al acestui contor crește proporțional. Avantajul este ușurința de implementare.

Orez. 3 – Contor inversor

Există două intrări pentru numărarea impulsurilor: „+1” – pentru creștere, „-1” – pentru scădere. Intrarea corespunzătoare (+1 sau -1) este conectată la intrarea C. Acest lucru se poate face folosind un circuit SAU dacă îl introduceți în fața primului flip-flop (ieșirea elementului este la intrarea primului flip-flop). -flop, intrările sunt către magistralele +1 și -1). Lucrurile ciudate dintre declanșatori (DD2 și DD4) se numesc elementul AND-OR. Acest element este compus din două elemente AND și un element SAU, combinate într-o singură carcasă. Mai întâi, semnalele de intrare pe acest element sunt multiplicate logic, apoi rezultatul este adăugat logic.

Numărul de intrări ale elementului AND-OR corespunde numărului cifrei, adică dacă a treia cifră, atunci trei intrări, a patra - patru etc. Circuitul logic este un comutator cu două poziții controlat de direct sau invers. ieșirea declanșatorului anterior. La jurnal. 1 la ieșirea directă, contorul numără impulsurile din magistrala „+1” (dacă ajung, desigur), cu un jurnal. 1 pe ieșirea inversă – de la magistrala „-1”. Elementele AND (DD6.1 și DD6.2) formează semnalele de transfer. La ieșire >7, semnalul este generat când codul 111 (numărul 7) și prezența unui impuls de ceas pe magistrala +1, la ieșire<0 сигнал формируется при коде 000 и наличии тактового импульса на шине -1.

Toate acestea, desigur, sunt interesante, dar arată mai frumos în designul microcircuitelor:

Orez. 4 Contor binar pe patru biți

Iată un contor tipic prestabilit. CT2 înseamnă că contorul este binar dacă este zecimal, atunci CT10 este setat dacă este binar-zecimal, este CT2/10. Intrările D0 – D3 sunt numite intrări de informații și sunt folosite pentru a scrie orice stare binară la contor. Această stare va fi afișată la ieșirile sale și numărătoarea inversă va începe de la ea. Cu alte cuvinte, acestea sunt intrări presetate sau pur și simplu presetări. Intrarea V este folosită pentru a activa înregistrarea codului pe intrările D0 – D3 sau, după cum se spune, pentru a activa presetarea. Această intrare poate fi desemnată și prin alte litere. Înregistrarea preliminară în contor se face atunci când este trimis un semnal de activare a scrierii în momentul în care pulsul ajunge la intrarea C. Intrarea C este tactata. Impulsurile sunt împinse aici. Triunghiul înseamnă că contorul este declanșat de căderea pulsului. Dacă triunghiul este rotit cu 180 de grade, adică cu spatele spre litera C, atunci este declanșat de marginea pulsului. Intrarea R este folosită pentru a reseta contorul, adică atunci când este aplicat un impuls acestei intrări, jurnalele sunt setate la toate ieșirile contorului. 0. Intrarea PI se numește intrare de transport. Ieșirea p se numește ieșire de transport. Un semnal este generat la această ieșire când contorul depășește (când toate ieșirile sunt setate la 1 logic). Acest semnal poate fi aplicat la intrarea de transport a următorului numărător. Apoi, când primul contor depășește, al doilea va trece la următoarea stare. Ieșirile 1, 2, 4, 8 sunt pur și simplu ieșiri. Acestea generează un cod binar corespunzător numărului de impulsuri primite la intrarea contorului. Dacă concluziile au cercuri, ceea ce se întâmplă mult mai des, atunci ele sunt inverse, adică în loc de log. 1 este dat log. 0 și invers. Funcționarea contoarelor împreună cu alte dispozitive va fi discutată mai detaliat mai târziu.

totalizator paralel

Principiul de funcționare al acestui contor este că semnalul de intrare care conține impulsuri de numărare este aplicat simultan tuturor biților acestui contor. Și setarea contorului la starea log.0 sau log.1 este controlată de circuitul de control. Schema de circuit a acestui contor este prezentată în Fig. 6

Orez. 4 Contor acumulator paralel

Biții de contor sunt declanșatorii DD1, DD2, DD3.

Circuit de control – element DD4.

Avantajul acestui contor este timpul scurt de instalare, care nu depinde de capacitatea de cifre a contorului.

Dezavantajul este complexitatea circuitului pe măsură ce crește capacitatea contorului.

Contoare de transport paralele

Pentru a crește performanța, este utilizată o metodă de generare simultană a unui semnal de transfer pentru toți biții. Acest lucru se realizează prin introducerea elementelor AND, prin care impulsurile de ceas sunt trimise imediat la intrările tuturor biților contorului.

Orez. 2 – Contor de transport paralel și grafice care explică funcționarea acestuia

Totul este clar cu primul declanșator. Un impuls de ceas va trece la intrarea celui de-al doilea declanșator numai atunci când există un log la ieșirea primului declanșator. 1 (o caracteristică a circuitului AND) și la intrarea celui de-al treilea - când există un jurnal la ieșirile primelor două. 1 etc. Întârzierea răspunsului la al treilea declanșator este aceeași ca la primul. Un astfel de contor se numește contor de transport paralel. După cum se poate vedea din diagramă, pe măsură ce numărul de biți crește, numărul de loguri crește. elemente și cu cât rangul este mai mare, cu atât elementul are mai multe intrări. Acesta este un dezavantaj al unor astfel de contoare.

Elaborarea unei diagrame schematice

Formatorul de puls

Un model de impuls este un dispozitiv necesar pentru a elimina saritura contactului care apare atunci când contactele mecanice sunt închise, ceea ce poate duce la funcționarea necorespunzătoare a circuitului.

Figura 9 prezintă diagrame ale formatorilor de impulsuri de la contacte mecanice.

Orez. 9 Formatori de impulsuri de la contacte mecanice.

Bloc de afișare

LED-urile trebuie folosite pentru a afișa rezultatul numărării. Pentru a realiza o astfel de ieșire de informații, puteți utiliza cea mai simplă schemă. Diagrama unității de afișare cu LED este prezentată în Figura 10.

Orez. Unitate de afișare cu 10 LED-uri.

Dezvoltarea CCS (circuit de control combinat)

Pentru a implementa acest contor din seria TTLSh de microcircuite K555, am ales:

două microcircuite K555TV9 (2 declanșatoare JK cu instalare)

un microcircuit K555LA4 (3 elemente 3I-NOT)

două microcircuite K555LA3 (4 elemente 2I-NOT)

un cip K555LN1 (6 invertoare)

Aceste cipuri oferă un număr minim de pachete pe o placă de circuit imprimat.

Întocmirea unei scheme bloc a contorului

Diagrama bloc este un set de blocuri de contor care îndeplinesc anumite funcții și asigură funcționarea normală a contorului. Figura 7 prezintă schema bloc a contorului.

Orez. 7 Schema bloc a contorului

Unitatea de control îndeplinește funcția de a trimite un semnal și de a controla declanșatoarele.

Blocul de numărare este conceput pentru a schimba starea contorului și a salva această stare.

Unitatea de afișare afișează informații pentru percepția vizuală.

Întocmirea unei scheme funcționale a contorului

Diagrama funcțională – structura internă a contorului.

Să determinăm numărul optim de declanșatori pentru un numărător nebinar cu un coeficient de numărare Kc=10.

M = log 2 (Kc) = 4.

M = 4 înseamnă implementarea unui numărător zecimal binar, sunt necesare 4 flip-flops.

Cele mai simple contoare de impulsuri cu o singură cifră

Cel mai simplu numărător de impulsuri cu o singură cifră poate fi un flip-flop JK și un flip-flop D care funcționează în modul de numărare. Numărează impulsurile de intrare modulo 2 - fiecare impuls comută declanșatorul în starea opusă. Un declanșator numără până la doi, două conectate în serie numără până la patru, n declanșatoare numără până la 2n impulsuri. Rezultatul numărării este generat într-un cod dat, care poate fi stocat în memoria contorului sau poate fi citit de un alt dispozitiv decodor digital.

Figura prezintă circuitul unui contor de impulsuri binare pe trei biți construit pe un ax JK flip-flop K155TB1. Montați un astfel de contor pe un panou de panou și conectați indicatoarele LED (sau tranzistorul - cu o lampă incandescentă) la ieșirile directe ale declanșatorilor, așa cum sa făcut înainte. Aplicați o serie de impulsuri cu o frecvență de repetare de 1 ... 2 Hz de la generatorul de test la intrarea C a primului declanșator al contorului și reprezentați graficul funcționării contorului folosind semnalele luminoase ale indicatoarelor.

Dacă la momentul inițial toate declanșatoarele contorului erau în starea zero (puteți seta comutatorul buton SB1 „Set.0”, aplicând o tensiune de nivel scăzut la intrarea R a declanșatorilor), atunci la scăderea primul impuls (Fig. 45.6) declanșatorul DD1 va comuta în stare unică - la ieșirea sa directă va apărea un nivel ridicat de tensiune (Fig. 45, c). Al doilea impuls va comuta declanșatorul DD1 la starea zero, iar declanșatorul DD2-B la starea unică (Fig. 45, d). Pe măsură ce al treilea impuls scade, declanșatoarele DD1 și DD2 vor fi într-o stare, iar declanșatorul DD3 va fi în continuare în starea zero. Al patrulea impuls va comuta primele două declanșatoare la starea zero, iar al treilea la starea unică (Fig. 45, d). Al optulea impuls va comuta toate declanșatoarele în starea zero. Când al nouălea impuls de intrare scade, va începe următorul ciclu de funcționare al contorului de impulsuri din trei cifre.

Studiind graficele, este ușor de observat că fiecare cifră mare a contorului diferă de cifra inferioară cu dublul numărului de impulsuri de numărare. Astfel, perioada impulsurilor la ieșirea primului declanșator este de 2 ori mai mare decât perioada impulsurilor de intrare, la ieșirea celui de-al doilea declanșator - de 4 ori, la ieșirea celui de-al treilea declanșator - de 8 ori. Vorbind în limbajul tehnologiei digitale, un astfel de contor funcționează într-un cod de greutate 1-2-4. Aici, termenul „greutate” se referă la cantitatea de informații primite de contor după setarea declanșatorilor la starea zero. În dispozitivele și instrumentele de tehnologie digitală, contoarele de impulsuri din patru cifre care funcționează în codul de greutate 1-2-4-8 sunt cele mai utilizate. Divizoarele de frecvență numără impulsurile de intrare până la o anumită stare specificată de coeficientul de numărare și apoi formează un semnal de comutare de declanșare la starea zero, încep din nou numărarea impulsurilor de intrare până la coeficientul de numărare specificat etc.

Figura prezintă circuitul și graficele funcționării unui divizor cu un factor de numărare de 5, construit pe flip-flops JK. Aici, contorul binar pe trei biți deja familiar este completat cu un element logic 2-NOT DD4.1. care stabilește factorul de numărare de 5. Se întâmplă așa. În timpul primelor patru impulsuri de intrare (după setarea declanșatorilor la starea zero cu ajutorul butonului SB1 „Setare 0”), dispozitivul funcționează ca un contor de impulsuri binar obișnuit. În acest caz, un nivel de tensiune scăzut operează la una sau ambele intrări ale elementului DD4.1, astfel încât elementul este într-o singură stare.

La scăderea celui de-al cincilea impuls, apare un nivel de tensiune ridicat la ieșirea directă a primului și al treilea declanșator și, prin urmare, la ambele intrări ale elementului DD4.1, trecând acest element logic în starea zero. În acest moment, la ieșirea sa se formează un impuls scurt de nivel scăzut, care este transmis prin dioda VD1 la intrarea R a tuturor bistabilelor și le comută la starea inițială zero.

Din acest moment începe următorul ciclu al operației de contor. Rezistorul R1 și dioda VD1, introduse în acest contor, sunt necesare pentru a preveni scurtcircuitarea ieșirii elementului DD4.1 la firul comun.

Puteți verifica funcționarea unui astfel de divizor de frecvență aplicând impulsuri cu o frecvență de 1 ... 2 Hz la intrarea C a primului său declanșator și conectând un indicator luminos la ieșirea declanșatorului DD3.

În practică, funcțiile contoarelor de impulsuri și divizoarelor de frecvență sunt îndeplinite de microcircuite special concepute, cu un grad ridicat de integrare. În seria K155, de exemplu, acestea sunt contoare K155IE1, K155IE2, K155IE4 etc.

În dezvoltarea radioamatorilor, microcircuitele K155IE1 și K155IE2 sunt cele mai utilizate pe scară largă. Simbolurile grafice convenționale ale acestor microcircuite contrare cu numerotarea ieșirilor lor sunt prezentate în Fig. 47.

Microcircuitul K155IE1 (Fig. 47a) se numește contor de impulsuri de zece zile, adică un contor cu un factor de numărare de 10. Conține patru declanșatori conectați în serie. Ieșirea (pinul 5) a microcircuitului este ieșirea celui de-al patrulea declanșator al acestuia. Toate bistabilele sunt setate la starea zero prin aplicarea unei tensiuni de nivel înalt simultan la ambele intrări R (pinii 1 și 2), combinate conform circuitului elementului AND (simbolul „&”). Impulsurile de numărare, care trebuie să aibă un nivel scăzut, pot fi aplicate intrărilor C conectate între ele (pinii 8 și 9), combinate tot de-a lungul I., sau la una dintre ele, dacă în acest moment al doilea are un nivel de tensiune ridicat. La fiecare al zecelea impuls de intrare, contorul generează un impuls de nivel scăzut egal cu durata impulsului de intrare. Microcircuit K155IE2 (Fig. 48b)

Contor binar-zecimal din patru cifre. Are și patru flip-flops, dar primul are o intrare separată C1 (pin 14) și o ieșire directă separată (pin 12). Alți trei declanșatori sunt conectați unul la altul, astfel încât să formeze un divizor cu 5. Când ieșirea primului declanșator (pin 12) este conectată la intrarea C2 (pin 1) a circuitului celorlalte declanșatoare, microcircuitul devine un divizor cu 10 (Fig. 48, a), care funcționează în codul 1 -2-4-8, ceea ce simbolizează numerele de la ieșirile denumirii grafice a microcircuitului. Pentru a seta declanșatoarele contorului la starea zero, se aplică o tensiune de nivel înalt la ambele intrări R0 (pinii 2 și 3).

Două intrări combinate R0 și patru ieșiri de separare ale microcircuitului K155IE2 vă permit să construiți divizoare de frecvență cu factori de divizare de la 2 la 10 fără elemente suplimentare, de exemplu, dacă conectați pinii 12 și 1, 9 și 2, 8 n 3 (Fig. 48, 6), atunci factorul de numărare va fi 6 și atunci când conectați pinii 12 și 1, 11. 2 și 3 (Fig. 48, c) factorul de numărare va deveni 8. Această caracteristică a microcircuitului K155IE2 îi permite să fie utilizat atât ca contor de impulsuri binar, cât și ca divizor de frecvență.

Un contor digital de impulsuri este o unitate digitală care numără impulsurile care ajung la intrarea sa. Rezultatul numărării este generat de contor într-un cod dat și poate fi stocat pentru timpul necesar. Contoarele sunt construite pe declanșatoare, iar numărul de impulsuri pe care le poate număra contorul este determinat din expresia N = 2 n – 1, unde n este numărul de declanșatoare, iar minus unu, deoarece în tehnologia digitală 0 este luat drept pornire. Numărătoarele sunt sumative atunci când numărul merge spre creștere, iar numărul subtractiv merge spre scădere. Dacă contorul poate comuta în timpul funcționării de la însumare la scădere și invers, atunci se numește reversibil.