Меню

Как работает счетчик ие10



Как работает счетчик ие10

На практике редко бывает достаточно четырех разрядов счетчика, именно по этому микросхема К561ИЕ10 содержит два одинаковых четырехразрядных счетчика, так, чтобы можно было их включить последовательно и получить восьмиразрядный, который будет считать до 256-ти. Как это сделать показано на рисунке 1.

Первый счетчик D2.1 включен как обычно, а второй — D2.2 получает импульсы с выхода «8» первого. Причем эти импульсы поступают на вход СР. Из прошлого занятия мы знаем, что счетчики микросхемы К561ИЕ10 имеют по два счетных входа CP и CN, при этом на CP подаются положительные импульсы, а счетчик будет переключаться по спадам этих положительных импульсов.

Так оно и происходит. Во время пока D2.1 считает до 8-и на вход CP счетчика D2.2 поступает нуль (поскольку D2.1 еще не досчитал до 8-и, и следовательно на его выходе «8» будет пока нуль). Как только счетчик D2.1 досчитает до 8-и на вход CP D2.2 поступит единица, но этот счетчик еще не сработает, поскольку он срабатывает по спаду импульса на этом входе, то есть не в момент перепада от нуля на единицу (это фронт положительного импульса), а в момент последующего перепада с единицы на нуль (это спад положительного импульса).

Таким образом D2.2 после того как D2.1 досчитает до 8-и подготовится и будет ждать того момента, когда логический уровень на выходе «8» D2.1 сменится на нулевой. А произойдет это тогда когда D2.2 досчитает до 16-ти и в этот момент сбросится в нуль.

Получается так, что счетчик D2.2 считает сколько раз D2.1 отработал по полному кругу (то есть отсчитал от нуля до 16-ти). Но счетчик D2.2 также считает до 16-ти. Вот и получается, что они вместе считают до 16 х 16 = 256 (16 раз по 16 или 162). Так, что единица возникнет на выходе «8» D2 только после 128-го импульса, поступившего на вход D2.1. а сменится на нуль только после 256-го импульса. Выходит, что полный цикл работы 8-и разрядного счетчика будет 256.

Можно усложнить схему и таким же образом подключить еще один четырехразрядный счетчик, тогда уже получим 12-ти разрядный счетчик, а считать он будет до 4096 (16 х 16 х16 или 163). Если соберем систему на двух микросхемах К561ИЕ10 используя все четыре счетчика получится 16-ти разрядный (16-ти битный) счетчик, который будет считать уже до 65536 (164), ну и далее таким же образом.

Выходит, если, например частота импульсов, поступавших на вход такого 16-ти разрядного счетчика будет 65,536 кГц, то на его последнем выходе их частота составит всего 1 Гц. В общем, входную частоту делим на коэффициент деления на соответствующем выходе.

Рис.4
Как это происходит можно проследить прослушав счетчик на небольшой динамик, собрав схему по рисунку 4. Здесь на двух элементах D1.1 и D1.2 собран мультивибратор, которые вырабатывает импульсы звуковой частоты (их частота зависит от параметров R1 и С1). Эти импульсы поступают на вход 8-и разрядного счетчика на D2, а при помощи импульсного усилителя (попросту, — ключа) на VT1 и динамика В1 их можно прослушать.

И что интересно, переставляя гибкий провод, идущий от R2 начиная с самого младшего разряда (выход «1» D2.1), постепенно перебирая все остальные разряды по степени старшинства до самого старшего (выход «8» D2.2) можно наблюдать постепенно понижение тона звука, то есть постепенное уменьшение частоты. Причем каждый раз с каждым более старшим разрядом частота будет уменьшатся в два раза по сравнению с предыдущим более младшим разрядом. На схеме отмечено на сколько на каждом выходе D2 делится входная .частота «F» (частота импульсов мультивибратора на D1).

Именно так работают делители частоты, используемые в цифровой технике. Например, в электронных часах чтобы получить импульсы частотой 1 Гц (период — одна секунда) используют кварцевый генератор на 32768 Гц и счетчик-делитель на 32768.

Как вы уже заметили, двоичные счетчики делят частоту входных импульсов на строго фиксированные числа, равные удвоенным весовым числам их выходов. Но на практике, часто требуется какой-то коэффициент деления, не равный этим числам. Например, нам нужно получить частоту 1 Гц из частоты 50 Гц. То есть нужно создать счетчик, который будет считать только до 50-ти, а затем с окончанием 50-го импульса сбрасываться в нуль, а затем считать снова так же по кругу.

Рис.2
Принципиальная схема такого счетчика с ограничителем счета показана на рисунке 2. Схема уже знакомая, когда ограничивали счет 4-х разрядного счетчика до 10-ти. В общем, почти тоже самое, вычисляем выходы, на которых при числе «50» будут единицы, а затем эти единицы через логическую схему на элементах «И» подаем на входы R, чтобы сбросить оба счетчика в нуль. Расчет делаем так: ищем самое больше весовое число выхода счетчика, которое можно вычесть из 50-ти , — это будет 32. Вычитаем 50-32 = 18.

Читайте также:  Счетчик электроэнергии выбило автомат

Теперь вычитаем из 18-ти самое близкое число, которое можно вычесть: 18-16=2, далее из 2 — 2 = 0. Получается, что при числе 50 единицы будут на трех выходах D2, а именно на выходе с весом 2 (выход 2 D2.1), на выходе с весом 16 (выход 1 D2.2) и на выходе с весом 32 (выход 2 D2.2). Теперь нужно сделать так, чтобы в тот момент, когда будут единицы на всех этих трех выходах одновременно счетчик обнулился. Эта работа возложена на микросхему D3, содержащую элементы 3-И-НЕ.

Выходные импульсы, частота которых будет в 50 раз ниже входных, можно снимать с вывода 12 D2.2 (его выход 2). Проверьте работу счетчика, подав на его вход 50 импульсов при помощи кнопки S1 он вернется автоматически в нулевое состояние.

Ограничитель счета можно сделать и на простых диодах и резисторе, так как это показано на рисунке 3. Обратите внимание — пока счетчик не досчитал до 50-ти, хотя бы один из его диодов открыт. Но в тот момент, когда он досчитает до 50-ти все три диода оказываются закрытыми логическим единицами, и на входы R счетчиков поступает высокий логический уровень от источника питания через резистор R3.

Рис.3
Счетчики используются не только как делители частоты импульсов, но чаще, и непосредственно как устройства для подсчета импульсов поступающих на их счетный вход.

Например, в электронных часах, в измерительных приборах с цифровой индикацией, и во многих других устройствах. Как известно, состояние счетчика меняется с каждым импульсом, поступающим на его вход, при этом число импульсов, поступивших на данный момент можно определить по двоичному коду, установившемуся на выходах счетчика. Но двоичный код непривычен для человека, и для того чтобы информацию о количестве подсчитанных импульсов представить в удобной форме, её нужно перевести в десятичную систему. Для этого служат специальные устройства — дешифраторы.

На рисунке 5 показано то как можно сделать дешифратор на нескольких логических элементах (две микросхемы D3 и D4). Для простоты используются только два младших разряда счетчика D2 (К561ИЕ10). В таком виде счетчик считает до 3-х (0 = 00, 1= 01, 2 = 10, 3 = 11) и с поступлением четвертого импульса переходит в нулевое состояние (на остальные два старших разряда не смотрим).

Рис.5
Назначение .схемы на микросхемах D3 и D4 сделать так, чтобы имелось четыре выхода, и единица устанавливалась на одном из этих выходов, в зависимости от двоичного числа на выходе счетчика. Так, если на выходе счетчика 00 (0) то единица будет на выходе D3.1, если на счетчике 01 (1) то единица на выходе D3.3, если на счетчике 10 (2) то единица на выходе D4.3, а если на выходе счетчика код 11 (3) то единица будет на выходе D3.4. Таким образом двоичный код чисел от 0 до 3 преобразуется в десятичный.

Теперь проследим по схеме как это происходит. Установим кнопкой S2 счетчик D2 в нулевое состояние. При этом на обеих его выходах будут логические нули. Эти нули поступают на оба входа элемента D3.1 — ИЛИ-НЕ. По логике работы этого элемента (наше первое занятие в январском номере журнала), на его выходе (когда на оба входа поступают нули) будет единица.

Теперь нажмем один раз на S1, — на вход счетчика поступит один импульс и на его выходе 1 будет единица, а на выходе 2 — 0. На один из входов элемента D3.1 поступит единица, и по логике действия ИЛИ-НЕ. на его выходе будет ноль. Единица с выхода 1 D2 так же поступает на один из входов элемента И-НЕ D4.1, при этом на его второй вход поступает единица с выхода элемента D4.4 (поскольку на один из входов элемента И-НЕ D4.4 поступает нуль, на его выходе будет единица).

Рис.6 и 7
Таким образом на оба входа D4.1 поступают единицы, значит на его выходе будет нуль, а на выходе инвертора D3.3 — единица. Нажмем на S1 еще раз, и счетчик установится в положение 10 (1 на выходе 2, а 0 на выходе 1). Теперь тоже самое что происходило с элементом D4.1 произойдет с элементом D4.2 (на оба его входа поступят единицы) и единица появится на выходе инвертора D4.3.

При следующем нажатии на S1 счетчик установится в состояние «3», когда единицы будут на его обеих выходах. Это привет к тому, что на выходе элемента D4.4 установится нуль, а на выходе инвертора D3.4 будет единица.

Таким образом работает простой дешифратор, преобразующий двоичный двухразрядный код в десятичное числа.
Существует целое подразделение микросхем — дешифраторы, логика действия которых состоит в том, что на их входы подают двоичный код числа, а на их выходах, при этом, появляется представление этого числа в десятичной или какой-то другой системе исчисления (в зависимости от типа дешифратора).

Одна из распространенных микросхем -дешифраторов — К561ИД1 (или К176ИД1). Логика действия этой микросхемы поста: на её четыре входа подаются любые двоичные числа от 0000 до 1001 (от «0» до «9»), при этом единица будет на одном из десяти выходов этой микросхемы, обозначенных цифрами от «0» до «9». Таким образом, эта микросхема преобразует двоичный код в десятичный.

Читайте также:  Электросчетчик с почасовым учетом

Рис.8
Для того чтобы проанализировать логику работы микросхемы К561ИД1 (или К176ИД1, что практически одно и то же) можно собрать схему, показанную на рисунке 8. S1-S4 — тумблеры, с их помощью будем устанавливать двоичный код на входах микросхемы. Контролировать выходные уровни будем, как обычно, при помощи мультиметра или тестера (Р1), при том, единице будет соответствовать напряжение, близкое к напряжению питания микросхемы, а нулю — близкое к нулю, в общем, все как и ранее. Резисторы R1-R4 на любое сопротивление из диапазона 10-100 кОм.

При помощи тумблеров S1-S4 (замкнутое состояние — единица, разомкнутое — ноль) устанавливайте последовательно двоичные коды от «0000» (0) до «1111» (15). Интересно то, что дешифратор будет работать только в пределах от «0000» (0) до «1001» (9), а при подаче кодов чисел более 9-ти (более 1001) на его всех выходах будут нули. Дело в том, что микросхема К561ИД1 (К176ИД1) двоично-десятичный дешифратор, и она воспринимает входные коды чисел от 0 до 9-ти.

Источник

Как работает счетчик ие10

Периодические поставки, Оптовые поставки по заказу | 21.12.2019, 01:32:04
ЦЕНА розничная: 12руб | от 10шт: 10руб | от 100шт: 8руб
2 двоичных 4-разрядных счетчика. DIP-16.

Микросхема К561ИЕ10 содержит два 4-разрядных двоичных счетчика.

За подробными параметрами обратитесь к справочникам либо к файлу документациии импортного аналога HCF4520B.

Микросхема К561ИЕ10 содержит два синхронных счетчика-делителя на основе D-триггеров. Входы CP0 и CP1 взаимозаменяемы, но отличаются противоположными активными уровнями, поэтому можно организовать счет как по фронту так и по спаду тактовых импульсов. Счетчик работает при низком уровне на входе MR.

Возможно последовательное соединение двух счетчиков для увеличения разрядности. Соединение двух синхронных счетчиков будет асинхронным. Выход O3a следует соединить со входом CP1b подав на CP0b напряжение низкого уровня.

Источник

Цифровые микросхемы — начинающим (занятие 7) – Счетчики на К561ИЕ10

На прошлом занятии мы изучили работу D- триггера (Радиоконструктор 06-2000 стр.44-46). Вспомните рисунок 5 из прошлого занятия, где у D-триггера соединены между собой вход D и инверсный выход. Когда на вход С такого триггера подаем импульс, состояние на его выходе меняется. То есть, если сначала на его прямом выходе был нуль, то после подачи на его вход импульса, на выходе стала единица. Еще один импульс — снова нуль, третий импульс — опять единица. Практически это простейший счетчик, работающий по модулю 2. То есть для его полного цикла (от нуля до нуля) нужно на его вход подать два импульса.

На прошлом занятии мы изучили работу D- триггера (Радиоконструктор 06-2000 стр.44-46). Вспомните рисунок 5 из прошлого занятия, где у D-триггера соединены между собой вход D и инверсный выход. Когда на вход С такого триггера подаем импульс, состояние на его выходе меняется. То есть, если сначала на его прямом выходе был нуль, то после подачи на его вход импульса, на выходе стала единица. Еще один импульс — снова нуль, третий импульс — опять единица. Практически это простейший счетчик, работающий по модулю 2. То есть для его полного цикла (от нуля до нуля) нужно на его вход подать два импульса.

Среди множества типов логических микросхем большое значение имеют счетчики, — микросхемы, которые считают количество импульсов, поступивших на их вход, и это количество отображают на своих выходах в двоичном коде (вспомните занятие №1).

На рисунке 1 показана схема четырехразрядного двоичного счетчика, собранного на четырех D-тригтерах (в каждой микросхеме К176ТМ2 содержится по два D-триггера). На микросхеме D1 собран формирователь импульсов, как известно контакты кнопки дребезжат всегда, и из-за этого вместо одного импульса может получиться несколько. Чтобы этого не происходило собран формирователь на RS-триггере на микросхеме D1. Пока кнопка S1 не нажата её контакты находятся в показанном на схеме положении и на выводе 4 D1.2 будет единица. При нажатии на S1 на этом выводе будет ноль, а при её отпускании — опять единица. Именно с этого формирователя импульсов будем подавать импульсы на вход нашего счетчика.

И так, четыре триггера включены последовательно. Нажмем кнопку S2 и все их установим в нулевые состояния. Подключите вольтметр (мультиметр, тестер) Р1 к точке «1» (первый контакт D2.1). Вольтметр показывает нулевой уровень. Теперь нажмите и отпустите S1 — уровень изменится на единичный. Счетчик сосчитал один импульс, и единица установилась на его выходе «1». Теперь подключите Р1 к точке «2» (вывод 13 D2.2). Там будет ноль. Снова нажмите на S1 и на этом выводе будет единица. На выходе «2» — единица, значит счетчик уже сосчитал два импульса. Если нажать на S1 еще два раза единица будет на выходе «4» — сосчитано четыре импульса, еще четыре нажатия — и единица на выходе «8» — на счетчик поступило 8 импульсов.

Посмотрим как это получается в двоичном коде:

выходы счетчика — 8 4 2 1

числа: 1 — 0 0 0 1

Как видите каждому числу поступивших на вход счетчика импульсов соответствует их запись в двоичном коде. Теперь составим (занятие №1) таблицу двоичного кода от нуля до 15-ти :

выходы счетчика : — 8 4 2 1

числа: 0 — 0 0 0 0

Как видите, имея четыре разряда (четыре выхода) счетчика можно сосчитать любое число от нуля до 15-ти (при поступлении 16-го импульса на всех четырех выходах будут нули и счетчик вернется в исходное нулевое положение). На рисунке 2 показана диаграмма работы такого счетчика.

На верхнем графике даны импульсы, поступающие на вход С триггера D2.1 (вывод 3 D2), эти импульсы пронумерованы, а всего их подается 16. Ниже показаны изменения уровней на разных выходах счетчика. А так же показано как выражаются разные числа (2, 6, 10, 15). Обратите внимание, код числа 2 будет 0010, на графике штриховая линия проходит между вторым импульсом и третьим (после второго, но еще до третьего), и действительно единица есть только на выходе «2». Код числа 6 будет 0110, и штрих-линия, проходящая между шестым и седьмым импульсами проходит через две единицы — на выходах 2 и 4 (2+4=6), таким образом код — 0110. Числу 10 (код 1010) соответствуют две единицы, одна на выходе 8 и одна на выходе 2 (8+2=10), поэтому и код будет 1010. Числу 15 соответствует код 1111, то есть единицы на всех выходах, и действительно 1 +2+4+8= 15.

Понятно ? Возьмем любое число от нуля до 15-ти, например 13. Вычтем 13-8=5, 5-4=1, 1- 1=0 (8+4+1=13). Единицы должны быть на выходах 8, 4 и 1. Проведите на диаграмме линию между 13-м и 14-м импульсами, она пройдет через три единицы — на выходе 1, на выходе 4 и на выходе 8. Теперь запишем в двоичном коде:

выходы счетчика: 8 4 2 1

число 13: 1 10 1

Есть большое количество микросхем, содержащих счетчики, одна из них К561ИЕ10 (рисунок 3), она содержит два четырехразрядных счетчика.

Микросхема имеет 16 выводов, по восемь с каждой стороны, так и считается — по одной стороне от ключа 1. 8, и по другой в обратном направлении 9. 16, порядок счета такой же как для ранее изученных микросхем, просто с каждой стороны на один вывод больше.

Каждый из этих счетчиков имеет по три входа : вход R , при подаче единицы на который на всех выходах счетчика будут нули, и два счетчных входа CN и СР. Можно подавать импульсы на любой из них, но нужно учитывать, что на вход CN нужно подавать отрицательные импульсы (то есть, пока импульсов нет на этом входе единица, а при подаче импульса будет перепад от единицы до нуля и обратно на единицу), при этом счетчик будет переключаться в момент спада импульса (в момент его перехода от нуля к единице). Для того чтобы можно было подавать импульсы на вход CN нужно на другой вход CP подать постоянный единичный уровень. Если нужно подавать положительные импульсы их подают на вывод CP (пока импульсов нет на выводе ноль, а при подаче импульса будет перепад от нуля до единицы и обратно до нуля), при этом на вход CN нужно подать ноль (соединить его с минусом питания).

Формирователь импульсов на D1 такой же как в схеме на рисунке 1. При нажатии на кнопку S1 и её отпускании формируется импульс, который поступает на вход CN счетчика D2.1. При нажатии на кнопку S2 на вход R счетчика D2.1 поступит единица и он установится в нулевое состояние (на всех его выходах нули). Логика работы такая же как в схеме на рисунке 1.

Числу нажатий на кнопку S1 (числу импульсов) соответствует число, записанное в двоичном коде на выходах 8, 4, 2, 1 этого счетчика. Анализируя его работу можно пользоваться диаграммой на рисунке 2.

По замыслу, при появлении на выходах счетчика числа 10 (1010) он должен автоматически установится в нуль (нужно в этот момент подать единицу на его вход R). Для выполнения этой функции служат два элемента D3.1 и D3 2 микросхемы К176ЛА7 (или К561ЛА7). Числу 10 будет соответствовать появление единиц на выходах 8 и 2 счетчика (8+2=10). Эти единицы поступают на входы элемента 2И-НЕ (D3.1) и на его выходе будет ноль (когда на оба его входа поступают единицы). Затем этот ноль поступит на вход второго элемента (D3.2) и на его выходе будет единица, которая поступает на вход R счетчика и устанавливает его в нулевое положение.

S2 служит для ручной установки счетчика в нулевое состояние.

На следующем занятии изучим многоразрядные счетчики и дешифраторы.

Источник

Счетчики и показания © 2021
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Adblock
detector