6.3. Двоично-десятичные счетчики
Четырехразрядные двоичные счетчики вырабатывают ; 16 различных комбинаций из четырех нулей и единиц (рис. 6.1 и 6.2). Шестнадцатеричный счетчик преобразует выходные комбинации 4-разрядного двоичного счетчи, ка в один из 16 знаков от 0 до F.
Рис. 6.4. Двоично-десятичный счетчик.
Д1 — Д4 — светодиод с красным свечением; ИС1 — таймер типа 555; ИС2 — 4-разрядный двоичный счетчик типа 7493; ИС3 — шесть инверторов типа 7404; Л,-потенциометр 1 МОм; R2 — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R3 - резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R4 — R7 L резистор 150 Ом, 0,25 Вт; С, - электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В.
Двоичная и шестнадцатеричная системы счисления удовлетворяют потребностям ЭВМ и специалистов по вычислительной технике. Однако большинство людей привыкли больше к десятичной системе счисления, в которой вместо 16 используется 10 числовых знаков. Учитывая это, двоичные счетчики часто переделываются таким образом, чтобы отсчитывать как раз 10 различных состояний, соответствующих десятичным числам от 0 до 9.
На рис. 6.4 показан пример такой модификации обычного 4-разрядного двоичного счетчика, в результате которой счет производится двоичными цифрами от 0 до 9. Модификация эта довольно проста и по сравнению со схемой на рис. 6.1 заключается в соединении выводов 2 и 3 ИС2 с выводами 9 и 11 этой же микросхемы вместо их подключения к переключателю «Сброс».
В результате такой модификации счетчик - будет производить отсчет от двоичного 0 (0000) до двоичной 9 (1001). Если радиолюбитель не знает, как осуществить перевод двоичных
знаков в десятичные, то можно воспользоваться таблицей на рис. 6.2. Очевидно, что схема будет считать от 0 до 9, но не больше 9.
Сравнение 4-разрядного двоичного счетчика на рис. 6.1 с двоично-десятичным счетчиком позволяет выявить в последнем один небольшой недостаток: выводы сброса на нуль в микросхеме ИС2, используемые в двоичном счетчике для его сброса на нуль, выполняют здесь функции обеспечения счета от 0 до 9 Было бы неплохо иметь какой-либо элемент, обеспечивающий ручной сброс двоично-десятичного счетчика на нуль, однако в данной схеме такой возможности нет, Этот недостаток устранен в другом двоично-десятичном счетчике, показанном на рис. 6.5.
Рис. 6.5. Двоично-десятичный счетчик со сбросом на нуль вручную.
Д1 — Д4 — светодиод с красным свечением; ИС1 — таймер типа 555; ИС2 — двоично-десятичный счетчик типа 7490; ИСз — шесть инверторов типа 7404; R1 — потенциометр 1 МОм; R2 — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R3 — резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R4 — R7 — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; С1 — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В.
Схема на рис. 6.5 весьма сходна со схемой на рис. 6.1, но ее принципиальным отличием является выполнение счета в двоично-десятичном коде вместо двоичного или шестнадцатеричного счета.
6.4. Два простых декадных счетчика
Двоично-десятичный счетчик производит счет в виде двоичных 0 и 1 Поскольку большинство людей не любит оперировать двоичными числами, иногда необходимо преобразовать двоичный отсчет в более понятную десятичную форму.
Две схемы рассматриваемые в данном разделе, производят перевод двоично-десятичных кодов в определенную форму десятичного отсчета. Каждое двоичное число преобразуется в схемах в сигнал, обеспечивающий включение одного из 10 светодиодов Таким образом, при работе любой из этих схем можно наблюдать последовательное включение светодиодов, обозначающих числа от 0 до 9.
В счетчике на рис. 6.6 используется микросхема двоично-десятичного счетчика, обеспечивающего выработку двоичных знаков которые поступают в микросхему ИС3, Последняя производит включение одного из 10 светодиодов, обозначенных цифрами от 0 до 9. По принципу работы эта схема сходна с шестнадцатеричным счетчиком на рис. 6.3 и отличается тем что образует на выходе 10 обычных десятичных цифр, а не 16 знаков шестнадцатеричной системы счисления.
По всем внешним признакам схема на рис. 6.7 работает аналогично, последовательно включая 10 светодиодов. Однако в этом счетчике как отсчет, так и декодирование производится одной и той же микросхемой ИС3. Единственный недостаток этой интегральной схемы состоит в том, что она не может вырабатывать достаточный ток для включения светодиодов с номинальной яркостью свечения, в силу чего необходимо введение усилительных схем. В то же время выполнение этой интегральной схемы на дополняющих МОП-транзисторах позволяет использовать источники питания напряжением 5 — 12 В. Устройство на рис. 6.6 не имеет этого преимущества, поскольку в нем использованы транзисторно-транзисторные логические микросхемы, требующие напряже-ния питания в пределах 5 — 6 В.
Рис. 6.6. Декадный счетчик на транзисторно-транзисторных логических схемах.
Д1 — Д10 — светодиод с красным свечением; ИC1 — таймер типа 555; ИС2 — двоично-десятичный счетчик типа 7490- ИСз — дешифратор из 4 в 16 типа 74154; R1 — потенциометр 1 МОм; R2 — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R3 — резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R4 — резистор 150 Ом 6,25 Вт; C1 — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В.
Рис. 6.7. Декадный счетчик на дополняющих МОП-транзисторах.
Д1 — Д10 — светодиод с красным свечением; ИС1 — таймер типа 555; ИС2 — декадный счетчик типа 4017; ИС3, ИС4 — шесть буферных инверторов типа 4049; R1 — потенциометр 1 МОм; R2 — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R3 — резистор 100 кОм, 0,25 Вт; R4, R5 — резистор 470 Ом, 0,25 Вт; Rs — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; C1 — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35В; Клг — нормально разомкнутый кнопочный переключатель.
Еще одним преимуществом схемы на рис. 6.7 является наличие в ней двух переключателей для ручного управления. Переключатель «Стоп/Пуск» позволяет останавливать процесс отсчета в любой момент. При нахождении этого переключателя в положении «Стоп» на светодиодном индикаторе можно видеть последний отсчитанный знак, с которого возобновляется отсчет при переводе переключателя в положение «Пуск». Кнопка «Сброс» позволяет в любой момент произвести установку счетчика на нуль и при этом практически без остановки процесса отсчета.
Остановка отсчета и установка нуля в этом случае производятся за две операции. Во-первых, процесс отсчета останавливается при установке переключателя «Стоп/Пуск» в положение «Стоп», после чего установка нуля происходит при нажатии Кнопки «Сброс». Возобновление работы счетчика происходит при отпускании кнопки «Сброс» и возврате переключателя в положение «Пуск».
6.5. Декадные счетчики с цифровыми индикаторами
Хотя наблюдать 10 быстро и последовательно включающихся и выключающихся светодиодов забавно, декадный счетчик с 10 различными светодиодами в значительной мере устарел. Для нашего времени более подходит отсчет на одном индикаторе с воспроизведением в виде настоящих арабских цифр.
Можно представить себе, как было трудно, если бы цифры во всех счетно-решающих устройствах, цифровых часах и современных электронных кассовых аппаратах отображались с помощью 10 мигающих светодиодов. Более удобно использовать 7-сегментный индикатор для каждой декады. В таких индикаторах, знакомых большинству читателей, используются семь отрезков, подсвечиваемых светодиодами и расположенных в форме цифры «8».
При подсвете (включении) всех семи сегментов воспроизводится цифра 8, а их включение в других комбинациях дает все цифры от 0 до 9.
Устройство, показанное на рис. 6.8, позволяет воспроизводить результаты отсчета, выполняемого двоично-десятичным счетчиком, в форме цифр, образуемых из семи сегментов. Как и в ранее описанных в данной главе счетчиках, здесь используется микросхема таймера типа 555 для выработки тактовых импульсов, {которые в двоично-десятичном счетчике обеспечивают отсчет от 0 до 9. Однако счетчик ИС2 в этом устройстве вырабатывает двоично-кодированную группу знаков, что потребовало введения еще одной микросхемы для преобразования двоичных кодов в коды для: 7-сегментного индикатора. Эти функции выполняет ИС3 — преобразователь из двоично-десятичного в сегментный код.
Рис. 6.8. Цифровой счетчик с однозначным индикатором.
И1 — 7-сегментиый индикатор; ИС1 — таймер типа 555: ИС2 — двоично-десятичный счетчик типа 74190; ИС3 — преобразователь двоично-десятичного кода в?-сегментный типа 7447; Ri — потенциометр 1 МОм; R$ — резистор 1 кОм, 0,25 Вт; R3 — резистор 100 кОм, 0,25 Вт; Rt — Rio — резистор 150 Ом, 0,25 Вт; d — электролитический конденсатор 10 мкФ, 35 В.
Для нормальной работы в данном счетчике 7-сегментный индикатор должен иметь общий анод. Штырьковые выводы индикатора располагаются снизу, как и в стандартных микросхемах. На рис. 6.8 выводы обозначены прописными буквами от «а» до «g»., поскольку иногда в каталогах под одним и тем же номером приводятся индикаторы с разной нумерацией выводов. Для правильного определения номеров выводов необходимо пользоваться паспортом, прилагаемым к индикатору, при этом надо найти номера штырьков, соответствующих сегментам от «а» до «g». После правильного подключения на индикаторе будут воспроизводиться цифры от 0 до 9, а при помощи регулятора частоты можно устанавливать частоту воспроизведения от 0,1 до 10 Гц. Непрерывное воспроизведение одной цифры «8» обозначает обычно, что счетчик работает так быстро, что все цифры сливаются в одну,
6.6. Однодекадный цифровой счетчик событий
Счетчиком событий является любое счетное устройство, определяющее число каких-либо происходящих событий. Например, на шарикоподшипниковом заводе счетчик событий на сборочной линии подсчитывает количество готовых шарикоподшипников.
Все описанные выше счетчики работают автоматически от автогенератора. Таким образом, они производят подсчет числа импульсов, вырабатываемых автогенератором. Вместе с тем было бы интереснее каким-либо образом управлять процессом отсчета.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 |
Основные порталы (построено редакторами)