Счётчики

Универсальный счетчик импульсов до 25 кГц.

Назначение:

Микросхема для сборки
универсального счётчика импульсов.
Счетчик производит подсчет
импульсов и выводит показания на
ЖКИ дисплей HT1613 (фирмы Holtek).
Предусмотрена кнопка сброса
показаний.

Особенности:

• Максимальная частота
  следования импульсов 25000
  импульсов в секунду (25 кГц).
• Диапазон счета от 0 до 999.999.999 (9
  десятичных разрядов).
• При достижении максимума
  (999.999.999) счёт останавливается.
• Встроенное гашение незначащих
  нулей слева.
• Кнопка сброса показаний.
• Счёт по положительному фронту
  или по отрицательному спаду
  (выбирается перемычкой).
• Высокая скорость обновления
  показаний индикатора (10 раз в
  секунду.)
• Напряжение питания от +3v до +5,5v.
• Низкий потребляемый ток (не
  более 6 мА).
• При питании от батареи,
  автономная работа без смены
  батареи не менее:
  • 2*Duracell 1,5V Alkaline Battery MX2400 ‘AAA’
    (1150 maH) … 191 час (8 суток).
  • 2*Duracell 1,5V Alkaline Battery MX1500 ‘AA’
    (2850 maH) ….. 475 часов (20 суток).

Области применения:

• Подсчёт импульсов
  положительной или
  отрицательной полярности при
  измерениях.
• Подсчёт количества импульсов
  от датчиков.
• Подсчёт количества
  выпускаемой продукции.
• Облегчение учета готовой
  продукции на месте фасовщика.

Выявленные недостатки:

«Фантомные» символы на
экране LCD дисплея при
смене/обновлении информации.
Эффект малозаметен и не влияет на
разборчивость информации.
Появление эффекта связано
несовершенством интерфейса
примененного индикатора
(отсутствие возможности блокировки
отображения при загрузке
информации).

Технические характеристики:

Документация:

Микросхема 5v1111 снята с
производства

Дополнительная информация:

KIT1111 — Набор деталей
(конструктор, KIT), выпускавшийся на
основе 5v1111. В настоящее
время снят с производства.
Рекомендуемая замена микросхема 5v1112, и набор деталей на
её основе KIT1112,
обладающие улучшенными
характеристиками.

Все
вопросы можно направить сюда:

Блок ускоренного переноса для АЛУ К155ИП4

Рис. 12.1 К155ИП4

Схема К155ИП4 представляет собой быстродействующий блок ускоренного переноса, предназначенный для формирования сквозного переноса через четыре каскада при выполнении операции сложения в параллельном сумматоре и используется в сочетании с АЛУ К155ИП3.

Блок содержит четыре входа Р0-Р3, на которые подаются сигналы распространения переноса G0-G3 для сигналов образования переноса, вход переноса из предыдущего разряда С, используемый при каскадировании схем, а также выходы С1, С2, С3 для формирования переносов соответственно с первого, второго и третьего разрядов. С целью расширения логических возможностей схемы сигнал переноса четвертого разряда делится на сигнал образования группового переноса G и сигнал распространения переноса P.

С помощью данной микросхемы можно организовать сквозной перенос между между группой в пределах 16 разрядов, а с применением каскадирования — сквозной перенос в 32 и более разрядных устройствах, построенных по принципу последовательного переноса.

Если ускоренный перенос осуществляется более чем на 4 двоичных разряда, выходы G и P группового переноса АЛУ соединяются со входами блока К155ИП4 на следующем уровне ускоренного переноса.

Рис. 12.2 К155ИП4 Функциональная схема

2.1. Требования к конструкции

2.1.1. Размеры микросхемы должны
соответствовать СТ СЭВ …* и черт. .

*
См. информационное приложение .

Корпус. Основные
размеры

.А —
длина вывода, обеспечивающая гарантийный зазор между плоскостью основания
микросхемы и установочной плоскостью.

.
Нумерация выводов показана условно.

.
Корпус с теплорастекателем.

.
Зона ключа — место для выполнения знака ключа.

2.1.2. Поверхность микросхемы не должна иметь
трещин, раковин и других неровностей, нарушающих габаритные размеры, приводящих
к потере работоспособности и ухудшающих надежность микросхемы. Покрытие выводов
не должно иметь пузырьков и следов коррозии, приводящих к ухудшению
обслуживания выводов.

2.1.3. Масса микросхем не должна превышать 1
г.

2.1.4. Микросхемы не имеют внутренних
полостей. Требования к герметичности не предъявляются.

2.1.5. Выводы микросхем должны быть
механически прочными и выдерживать без повреждений воздействия механических
факторов, возникающих при монтаже аппаратуры.

2.1.6. Выводы микросхем должны обеспечивать
возможность их пайки при следующих условиях:

минимальной температуре 508 ± 5 К (235 ± 5 °С);

максимальной температуре 543 ± 10 К (270 ± 10 °С);

времени пайки от 2 до 3 с.

2.1.7. Микросхемы должны выдерживать
воздействие тепла, возникающего при следующих условиях:

температуре пайки 533 ± 5 К (260 ± 5 °С) при времени лайки
не более 8 с;

расстоянии от плоскости основания корпуса до места пайки (по
длине выводов) не менее 1,5 мм.

2.1.8. Назначение выводов указано на
электрических схемах микросхем*.

*
См информационные приложения — .

2.5. Дополнительные требования

2.5.1. Микросхемы должны быть устойчивыми к
воздействию следующих факторов:

удара с ускорением 1470 м/с2;

пребывания при температуре 223 К (-50 °С);

пониженного атмосферного давления 660 Па при 298 К (25 °С);

повышенного атмосферного давления 297200 Па.

Таблица 3

*
См. примечание к табл. .

Таблица 4

* Нормы
электрических параметров в процессе воздействия данного напряжения питания не
регламентируются.

** Нормы динамических параметров не
регламентируются.

Описание работы счетчика CD4026

Первоначально приведем внешний вид и функциональное обозначение выводов на микросхеме счетчике

Не смотря на то, что все на английском, в принципе здесь все понятно! Показания счетчика увеличиваются каждый раз на 1 единицу, когда на контакт «clock» приходит положительный импульс. При этом на выходах с a-g появляется напряжение, которое при подаче на 7 сегментный индикатор и будет отображать количество импульсов.

Контакт «reset» сбрасывает показания подсчета при замыкании на +.

Контакт «disable clock» также должен быть соединен на землю.

Контакт «enable display» по факту 3 контакт должен быть подключен к плюсу.

Контакт «÷10» по факту 5 выход, направляет сигнал о переполнении счетчика, дабы к нему можно было подключить аналогичный счетчик и начать отсчет для 10, 100,1000…

Контакт «not 2» принимает значениние LOW тогда и только тогда, когда значение счётчика — 2. В остальных случаях HIGH.

Рабочее напряжение питания микросхемы: 3—15 В. то есть она имеет встроенный стабилизатор. Теперь о том, как подключить эту микросхему в сборку, то есть о принципиальной схеме.

Схема подключения счетчика импульсов на микросхеме CD4026

Взгляните на схему. В ней ведется подсчет световых импульсов изменения сопротивления для фоторезистора. В качестве фоторезистора можно применить скажем фоторезистор 5516. Итак, за счет изменения сопротивления, смещается и потенциал на базе транзистора. В итоге, начинает протекать ток по цепи коллектор — эмиттер, а значит на вход 1 микросхемы подается импульс, который и подлежит подсчету. Как только первая микросхема отсчитывает 1 десяток, то на выводе 5 появляется один импульс о «переполнении» счетчика. В конечном счете этот импульс подается на вторую микросхему, которая работает по точно такому же принципу. Но в этом случае микросхема уже считает не единицы, а десятки. Если же добавить 3 микросхему, то это будут сотни и т.д.

Для сброса на 0, достаточно подать плюс на ножки 15 микросхем. Микросхема предназначена для работы с 7 сегментным индикатором. При подаче на один из выводов этого индикатора, мы получаем нужную нам цифру. Взгляните на таблицу…

 В заключении еще раз хотелось бы сказать, что счетчик импульсов в данном случае функционален, при этом потребует от вас минимальных затрат и знаний

Что еще немаловажно, схема не нуждается в настройке, по крайнем мере цифровая часть. Единственное быть может придется «поиграться» с резисторами и фоторезистором на входе

Счётчики

Соединив последовательно несколько триггерных схем — делителей частоты на два, получим простейший многоразрядный двоичный делитель. Более общее название для делителей частоты — счетчики. Коэффициент деления счетчика, состоящего из n-триггеров типа Т, составляет 2_n; здесь n — число двоичных разрядов счетчика. В настоящее время используется много вариантов счетных схем: асинхронные и синхронные; двоичные и десятичные; однонаправленные, только с увеличением счета, и двунаправленные, счет в которых может увеличиваться или уменьшаться (такие счетчики называют реверсивными). Коэффициент деления счетчика может быть либо постоянным, либо переключаемым.

Основой любой из этих схем служит линейка из нескольких триггеров. Рассмотренные варианты счетчиков различаются схемой управления этими триггерами. Между триггерами добавляются логические связи, назначение которых — запретить прохождение в цикле счета лишним импульсам, К примеру, четырехтриггерный счетчик может делить исходную частоту на 16, так как 24 = 16. Получим минимальный выходной код 0000, а максимальный 1111. Чтобы построить счетчик-делитель на 10, трех триггеров недостаточно (10 23), поэтому десятичный счетчик содержит в своей основе четыре триггера, но имеет обратные связи, останавливающие счет при коде 9 = 1001.

Таким обазом, удобно выпускать четырехтриггерные счетчики в двух вариантах: двоичном и десятичном. Примеры таких микросхем — пары: ИЕ6 и ИЕ7, ИЕ16 и ИЕ17. Расширять функции счетчиков можно; видоизменяя их цепи управления. Первоначально счетчики были асинхронными. В асинхронном режиме предыдущий триггер вырабатывает для последующего тактовые импульсы. Такие счетчики иногда называют счетчиками пульсаций.

В синхронном счетчике все триггеры получают тактовый импульс одновременно, поскольку тактовые входы их соединяются параллельно. Поэтому Триггеры переключатся практически одновременно. В счетчике пульсаций каждый триггер, вносит в процесс счета определенную задержку, поэтому младшие разряды результирующего кода появляются на выходах триггеров неодновременно, т. е. несинхронно с соответствующим тактовым импульсом. Например, для четырехразрядного счетчика пульсаций выходной параллельный код 1111 появится на выходах триггеров уже после того, как поступит шестнадцатый тактовый импульс, кроме того, эти четыре единицы сформируются неодновременно.

Синхронная схема значительно сложнее асинхронной. На ее выходах данные от каждого разряда появляются одновременно и строго синхронно с последним входным импульсом. В синхронный счетчик разрешается синхронная (с тактовым импульсом) параллельная (в каждый триггер) загрузка начальных данных. Триггерная линейка синхронного счетчика снабжается специальным шифратором, который называется схемой ускоренного переноса (СУП).

Внутренние логические элементы управления, которыми часто снабжаются счетчики, позволяют сделать процесс счета реверсивным. Согласно команде, подаваемой на вход управления счетом больше/меньше, можно либо, увеличивать либо уменьшать на единицу содержимое счетчика при каждом очередном тактовом импульсе. У некоторых счетчиков тактовые входы на увеличение и на уменьшение отдельные.

Сброс данных счетчика, чтобы на всех выходах установился нулевой код, у одних схем асинхронный R, у других синхронный SR, происходит одновременно е приходом тактового импульса. Имеются счетчики с переменным коэффициентом деления. Устанавливаемый коэффициент деления зависит от кода, набранного на входах управления.

Рассмотрим микросхемы КМОП среднего уровня интеграции, необходимых для счета импульсов и деления частот. Счетчики-делители составляют несколько групп. Например, счетчики ИЕ3 ИЕ5 предназначены для построения схем электронных секундомеров, часов, таймеров. Их можно использовать, например, для обслуживания индикаторов цифровых мультиметров, термометров. Счетчики ИЕ8 и ИЕ9 имеют дешифрованные выходы (10 и 8 соответственно). Счетчики ИЕ11 и ИЕ14 однотипные четырехразрядные, реверсивные. Разнообразные возможности деления частот открывает применение счетчиков выполненых на микросхемах КМОП: ИЕ2, ИЕ10, ИЕ16 и ИЕ19. Имеются счетчики асинхронные, синхронные, разрядные и даже 14-разрядный — ИЕ16.

Четырехразрядный универсальный сдвиговый регистр К155ИР1

Рис. 13.1 К155ИП1

Регистр сдвига 4-разрядный со входами последовательного и параллельного занесения информации.
Схема содержит четыре счетных триггера, пять вентилей И-ИЛИ-НЕ и шесть инверторов. Регистр имеет два тактовых счетных входа С1, С2, управляющий вход выбора режима работы V, один информационный вход D0 для занесения информации в последовательном коде и четыре выхода с каждого разряда регистра 1, 2, 4, 8:

Рис. 13.2 К155ИП1 Функциональная схема

Схема может работать в четырех режимах, в которых можно выполнить:

1. сдвиг информации вправо;
2. сдвиг информации влево;
3. параллельное занесение;
4. хранение.

Выбор режима работы осуществляется подачей уровня логического нуля или логической единицы на вход предварительной установки V. При работе схемы в режиме преобразования последовательного кода в параллельный со сдвигом вправо на вход V подается уровень логического нуля. При этом отключаются параллельные входы, разрешается занесение в регистр информации в последовательном коде, устанавливается связь выхода каждого разряда со входом последующего, а также разрешается прохождение тактовой серии через вход С1. Сдвиг вправо на один разряд осуществляется при каждом отрицательном перепаде тактового импульса, поданного на вход С1. 4-разрядная информация в параллельном коде появляется на выходах 1, 2, 4, 8 через четыре такта входного счетного импульса.

При использовании схемы в качестве преобразователя последовательного кода в параллельный со сдвигом влево необходимо выполнить внешние соединения выходов каждого разряда регистра со входом параллельного занесения предыдущего разряда. На вход предварительной установки V при этом должен подаваться уровень логической единицы, который отключает вход последовательного занесения D0, разрывает связь выхода каждого разряда со входом последующего, разрешает занесение информации через входы параллельного занесения с выхода каждого разряда на вход предыдущего и прохождение тактовой серии через вход С2. Информация в последовательном коде заносится через вход параллельного занесения последнего каскада регистра D4. Сдвиг влево осуществляется при каждом отрицательном перепаде тактового импульса, поданного на вход С2.

Параллельное занесение в регистр происходит через параллельные входы D1-D4 при наличии на управляющем входе V уровня логической единицы и с приходом на вход С2 отрицательного перепада напряжения. При этом входы последовательного занесения D0 и тактовой частоты С1 отключаются.

Состояния управляющего и счетных входов, а также входа последовательного занесения при различных режимах работы регистра сдвига приведены в таблице 10.

Назначение, параметры, аналоги

Категория Микросхемы отечественные

Микросхемы К155ИЕ5, КМ155ИЕ5 представляют собой двоичный счетчик.

Каждая ИС состоит из четырех JK-триггеров,образуя счетчик делитель на 2 и 8. Установочные входы обеспечивают прекращение счета и одновременно возвращают все триггеры в состояние низкого уровня (на входы R0(1) и R0(2) подается высокий уровень). Выход Q1 не соединен с последующими триггерами. Если ИС используется как четырехразрядный двоичный счетчик, то счетные импульсы подаются на С1, а если как трехразрядный — то на вход С2.

Корпус К155ИЕ5 типа 201.14-1, КМ155ИД5 типа 201.14-8., внешний вид корпусов показан на рисунках

К155ИЕ5

КМ155ИЕ5

Обозначение на схеме

Назначение выводов

1 — вход счетный С2;2 — вход установки 0 R0(1); 3 — вход установки 0 R0(2);4,6,7,13 — свободные; 5 — напряжение питания +U_п;8 — выход Q3; 9 — выход Q2;10 — общий; 11 — выход Q4;12 — выход Q1; 14 — вход счетный C1;

Функциональная схема

Электрические параметры

Предельно допустимые режимы эксплуатации

Зарубежные аналоги

SN7493N, SN7493J

Литература

Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2./А. В. Нефедов. — М.:ИП РадиоСофт, 1998г. — 640с.:ил.

Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги Справочник. Перельман Б.Л.,Шевелев В.И. «НТЦ Микротех», 1998г.,376 с. — ISBN-5-85823-006-7