Приведенная ниже схема счетчика, представляет собой простейший пример применения микросхем К176ИЕ4, являющихся десятичными счётчиками с дешифратором.
На микросхеме создан генератор импульсов для переключения счётчиков. Резистором R1 и конденсатором C1 (главным образом резистором) устанавливается частота импульсов. При таких элементах, как на схеме, частота получалась 1,2 с.
К176ИЕ4 – счётчик импульсов с выводом состояния счётчика на семисегментный индикатор. Она считает импульсы, поступившие на вход С (4 нога). По спаду этих импульсов происходит переключение счётчика. С вывода «J» (3 нога микросхемы) снимается частота в 4 раза меньшая тактовой, а с выхода «Р» (2 нога микросхемы) частота в 10 раз меньше тактовой на ней происходит спад логической единицы при переходе состояния счётчика из «9» в «0». Она используется для подключения следующего счётчика высшего разряда. Вход R служит для обнуления счётчиков, оно происходит при появление на нём логической единицы. Следует отметить, что если этот вход висит в воздухе, ни к чему не присоединённый, то микросхема чаще всего воспринимает там единицу, и счёт не производит. Во избежание этого необходимо подтягивать его к земле, соединяя с общим минусом через резистор 100 – 300 Ом, или напрямую, если не планируется использовать функцию обнуления. Вход S предназначен для переключения режимов работы микросхемы с разными индикаторами. Если этот вывод соединить с + питания, то микросхема переходит в режим работы с индикатором с общим анодом, если с - питания – то в режим индикатора с общим катодом. Выхода 1, 8 – 13 используются для подсоединения индикатора.
IC1 считает поступившие на её вход 4 импульсы генератора, при переходе её с 9 на 0 на выходе 2 происходит спад логической единицы, и IC2 переключается на 1 значение вверх.
Ключ S1 управляет питанием, S2 обнуляет счётчики (вместо него я использовал геркон и магнит).
Индикатор необходим семисегментный двухразрядный (или два семисегментных индикатора). Если индикатор с общим катодом (минусом), то ножки 6 микросхем К176ИЕ4 следует соединить с землёй, а если с общим анодом (плюсом), то с плюсом источника питания. На схеме начерчено для общего анода.
Привожу также печатную плату. На ней я не чертил сам индикатор, так как цоколёвки у них сильно различаются. Поэтому читателю придётся самому доработать плату под имеющийся у него индикатор. Также обращаю внимание на то, что на плате 6 ноги микросхем соединены с + питания, если же у вас индикатор с общим «минусом», то вам необходимо соединить их с – питания.
Список деталей:
Вот и всё, схема в принципе не требует настройки.
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IC1, IC2 | Микросхема | 2 | В блокнот | |||
| IC3 | Микросхема | К176ЛЕ5 | 1 | В схеме указан неправильно | В блокнот | |
| С1 | Конденсатор | 0.22 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| R1 | Резистор | 1 МОм | 1 | В блокнот | ||
| R2 | Резистор | 220 Ом | 1 | В блокнот | ||
| 7Seg1, 7Seg2 | Светодиодный цифровой индикатор | 2 | В блокнот | |||
| S1 | Выключатель | 1 |
На прошлом занятии мы познакомились с микросхемой К561ИЕ8, содержащей в одном корпусе десятичный счетчик и десятичный дешифратор, а также с микросхемой К176ИД2, содержащей дешифратор, предназначенный для работы с семисегментными индикаторами. Существуют микросхемы К176ИЕЗ и К176ИЕ4, содержащие в себе счетчик и дешифратор, предназначенный для работы с семисегментным индикатором.
Микросхемы имеют одинаковые цоколевки и корпуса (показано на рисунке 1А и 1Б на примере микросхемы К176ИЕ4), разница состоит в том, что К176ИЕЗ считает до 6-ти, а К176ИЕ4 до 10- ти. Микросхемы предназначены для электронных часов, поэтому К176ИЕЗ считает до 6-ти, например если нужно считать десятки минут или секунд. Кроме того обе микросхемы имеет по дополнительному выводу (вывод 3). В микросхеме К176ИЕ4 на этом выводе появляется единица в тот момент, когда её счетчик переходит в состояние "4". А в микросхеме К176ИЕЗ на этом выводе появляется единица в тот момент, когда счетчик досчитает до 2-х. Таким образом, наличие этих выводов дает возможность построить счетчик часов, считающий до 24-х.
Рассмотрим микросхему К176ИЕ4 (рисунок 1А и 1Б). На вход "С" (вывод 4) подаются импульсы которые микросхема должна считать и отображать их число в семисегментном виде на цифровом индикаторе. Вход "R" (вывод 5) служит для принудительной установки счетчика микросхемы в ноль. При подаче на него логической единицы счетчик переходит в нулевое состояние, и на индикаторе, подключенном к выходу дешифратора микросхемы будет цифра "0", выраженная в семисегментном виде (смотри занятие №9). Счетчик микросхемы имеет выход переноса "Р" (вывод 2). По микросхема считает до 10 на этом выводе логическая единица. Как только микросхема достигает 10-ти (на её вход "С" поступает десятый импульс) она автоматически возвращается в нулевое состояние, и в этот момент (между спадом 9-го импульса и фронтом 10-го) на выходе "Р" формируется отрицательный импульс (нулевой перепад). Наличие этого выхода "Р" позволяет использовать микросхему как делитель частоты на 10, потому, что частота импульсов на этом выходе будет в 10 раз ниже частоты импульсов, поступающих на вход "С" (через каждые 10 импульсов на входе "С", — на выходе "Р" получается один импульс). Но главное назначение этого выхода ("Р") — организация многразрядного счетчика.
Еще один вход — "S" (вывод 6), он нужен для выбора типа индикатора, с котором будет работать микросхема. Если это светодиодный индикатор с общим катодом (см. занятие №9), то для работы с ним на этот вход нужно подать логический нуль. Если индикатор с общим анодом — нужно подать единицу.
Выходы "A-G" служат для управления сегментами светодиодного индикатора, они подключаются к соответствующим входам семисегментного индикатора.
Микросхема К176ИЕЗ работает так же как и К176ИЕ4, но считает только до 6-ти, и на её выводе 3 появляется единица тогда, когда её счетчик досчитывает до 2-х. В остальном микросхема не отличается от К176ИЕЗ.
Для изучения микросхемы К176ИЕ4 соберите схему, показанную на рисунке 2. На микросхеме D1 (К561ЛЕ5 или К176ЛЕ5) построен формирователь импульсов. После каждого нажатия и отпускания кнопки S1 на его выходе (на выводе 3 D1.1) формируется один импульс. Эти импульсы поступают на вход "С" микросхемы D2 — К176ИЕ4. Кнопка S2 служит для подачи единичного логического уровня на вход "R" D2, чтобы переводить, таким образом, счетчик микросхемы в нулевое положение.
К выходам A-G микросхемы D2 подключен светодиодный индикатор Н1. В данном случае используется индикатор с общим анодом, поэтому для зажигания его сегментов на соответствующих выходах D2 должны быть нули. Чтобы переключить микросхему D2 в режим работы с такими индикаторами на её вход S (вывод 6) подается единица.
При помощи вольтметра Р1 (тестера, мультиметра, включенного в режим измерения напряжения) можно наблюдать за изменением логических уровней на выходе переноса (вывод 2) и на выходе "4" (вывод 3).
Установите микросхему D2 в нулевое состояние (нажать и отпустить S2). Индикатор Н1 покажет цифру "О". Затем нажимая на кнопку S1 проследите работу счетчика от "0й до "9", и при следующем нажатии снова переходит в "0". Затем установите щуп прибора Р1 на вывод 3 D2 и нажимайте S1. Сначала, пока идет счет от нуля до трех на этом выводе будет нуль, но с появлением цифры "4" — на этом выводе будет единица (прибор Р1 покажет напряжение, близкое к напряжению питания).
Попробуйте соединить между собой выводы 3 и 5 микросхемы D2 при помощи отрезка монтажного провода (на схеме показан штрих-линией). Теперь счетчик дойдя до нуля станет считать только до "4". То есть показания индикатора будут такие — "0", "1", "2", "3" и снова "0" и далее по кругу. Вывод 3 позволяет ограничить счет микросхемы до четырех.
Установите щуп прибора Р1 на вывод 2 D2. Все время прибор будет показывать единицу, но после 9-го импульса в момент поступления 10-го импульса и перехода в ноль здесь уровень упадет до нулевого, а затем, после десятого снова станет единичным. Используя этот вывод (выход Р) можно организовать многоразрядный счетчик.
На рисунке 3 показана схема двухразрядного счетчика, построенного на двух микросхемах К176ИЕ4. Импульсы на вход этого счетчика поступают с выхода мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы К561ЛЕ5 (или К176ЛЕ5).
Счетчик на D2 считает единицы импульсов, и после каждого десятка импульсов, поступивших на его вход "С" на его выходе "Р" появляется один импульс. Второй счетчик -- D3 считает эти импульсы (поступающие с выхода "Р" счетчика D2) и его индикатор показывает десятки импульсов, поступивших на вход D2 с выхода мультивибратора.
Таким образом, этот двухразрядный счетчик считает от "00" до "99" и с приходом 100-го импульса переходит в нулевое положение.
Если нам нужно, чтобы этот двухразрядный счетчик считал до и39" (переходил в нуль с поступлением 40-го импульса) нужно вывод 3- D3 при помощи отрезка монтажного провода соединить с соединенными вместе выводами 5 обеих счетчиков. Теперь с окончанием третьего десятка входных импульсов, единица с вывода 3 -D3 поступит на входы "R" обеих счетчиков и принудительно установит их в нулевое состояние.
Для изучения микросхемы К176ИЕЗ соберите схему, показанную на рисунке 4.
Схема такая же как на рисунке 2. Разница в том, что микросхема будет считать от "О" до "5", и при поступлении 6-го импульса переходить в нулевое состояние. На выводе 3 будет появляться единица при поступлении на вход второго импульса. Импульс переноса на выводе 2 будет появляться с приходом6-го входного импульса. Пока считает до 5-ти на выводе 2 — единица, с приходом 6-го импульса в момент перехода в ноль — логический ноль.
Используя две микросхемы К176ИЕЗ и К176ИЕ4 можно построить счетчик, на подобие того, что используется в электронных часах для подсчета секунд или минут, то есть, счетчик считающий до 60-ти. На рисунке 5 показана схема такого счетчика.
Схема такая же как на рисунке 3, но разница в том, что в качестве микросхемы D3 вместе К176ИЕ4 используется К176ИЕЗ. А эта микросхема считает до 6-ти, значит и число десятков будет 6. Счетчик будет считать "00" до "59", и с приходом 60-го импульса переходить в ноль. Если сопротивление резистора R1 подобрать таким образом, чтобы импульсы на выходе D1.2 следовали с периодом в одну секунду, то можно получить секундомер, работающий до одной минуты.
Используя эти микросхемы несложно построить электронные часы.
Это и будет нашим следующим занятием.
Журнал Радиоконструктор 2000г.
|
Дополнительно |
|||||||||
|
Действие цифрового частотомера основано на измерении числа входных импульсов в течение образцового интервала времени в 1 секунду.
Исследуемый сигнал подают на вход формирователя импульсов, который собран на транзисторе VT1 и элементе DD3.1, который вырабатывает электрические колебания прямоугольной формы, соответствующие частоте входного сигнала.
Эти импульсы поступают на электронный ключ DD3.2. На другой вход ключа (вывод 5 DD3.2) с управляющего устройства поступают импульсы образцовой частоты, удерживающие ключ открытым в течение 1 секунды.
В результате на выходе ключа (вывод 4 элемента DD3.2) формируются пачки импульсов, которые подаются на вход счетчика DD4 (вывод 4).
Рис. 1. Принципиальная схема цифрового частотомера на микросхемах.
Генератор образцовой частоты (рис. 1) собран на микросхеме DD1 и кварцевом резонаторе ZQ1. Импульсы с него поступают на управляющее устройство, представляющее D-триггер DD2. Триггер делит тактовую частоту на два.
Фронт входного импульса переключает триггер в единичное состояние. Происходит кратковременный сброс счетчиков DD4...DD7. На транзистор VT2 поступает сигнал низкого уровня и закрывает его, поэтому индикаторы HL1...HL4 гаснут. Разрешается работа ключа DD3.2, и импульсы поступают на вход счетчика.
Очередной импульс образцовой частоты переключает триггер DD2 в нулевое состояние. Ключ DD3.2 закрывается. Сигнал высокого уровня с вывода 2 микросхемы DD2 открывает транзистор VT2 и включает индикаторы HL1 ...HL4, которые отображают в течение 1 секунды результат измерения.
В схеме используется кварц ZQ1 на частоту 32768 Гц. Микросхемы К176ТМ2 и К176ЛА7 можно заменить на К561ТМ2 и К561ЛА7 соответственно. Вместо К176ИЕ12 можно применить К176ИЕ5, с соответствующей коррекцией схемы.
Принципиальная схема входного устройства показана на рисунке 1. Измеряемый сигнал через гнездо Х1 и конденсатор С1 поступает на частотно-корректированный делитель на элементах R1, R2, С2, С3. Коэффициент деления 1:1 или 1:10 выбирается переключателем S1. С него входной сигнал поступает на затвор полевого транзистора VT1. Цепочка, состоящая из резистора R3 и диодов VD1-VD6, защищает этот транзистор от перегрузок по входа (ограничивает входной сигнал, расширяя таким образом динамический диапазон входа).
Транзистор VT1 включен по схеме истокового повторителя и нагружен на дифференциальный усилитель, выполненный на двух транзисторах микросборки DA1 и транзисторе VT2. Коэффициент усиления этого усилителя около 10. Режим работы дифференциального каскада задается делителем напряжения R7R8. Подбирая сопротивление резистора R4 , включенного в истоковой цепи транзистора VT1, можно установить максимальную чувствительность входного узла по напряжению.
С коллектора транзистора VT2 усиленный сигнал поступает на формирователь импульсов, построенный на элементах D1.1 и D1.2 по схеме триггера Шмитта. С выхода этого формирователя импульсы поступают на вход ключевого устройства на элементах D1.3 и D1.4. Работая по логике "2-И-НЕ" элемент D1.3 пропускает через себя импульсы от входного устройства только тогда, когда на его вывод 9 поступает уровень логической единицы.
При уровне нуля на этом выводе импульсы через D 1.3 не проходят, таким образом, устройство управления изменяя уровень на этом выводе может устанавливать временной интервал, в течении которого импульсы будут поступать на вход счетчика частотомера, и таким образом измерять частоту. Элемент D1.4 выполняет роль инвертора. С выхода этого элемента импульсы поступают на вход счетчика частотомера.
Технические характеристики:
1. Верхний предел измерения частоты........ 2 МГц.
2. Пределы измерения.... 10 кГц 100 кГц, 1 МГц, 2 МГц.
3. Чувствительность (S1 в положении 1:1).... 0,05 В.
4. Входное сопротивление............................... 1 МОм.
5. Ток потребления от источника не более......0,2А.
6. Напряжение питания.....................................9...11В.
Принцип работы частотомера.
Счетчик четырехразрядный, он состоит из четырех одинаковых счетчиков К176ИЕ4 - D2-D5, включенных последовательно. Микросхема К176ИЕ4 представляет собой десятичный счетчик совмещенный с дешифратором, рассчитанным на работу с цифровыми индикаторами с семисегментной организацией индикации цифр.
При поступлении импульсов на счетный вход С этих микросхем, на их выходах формируется такой набор уровней, что семисегментный индикатор показывает число импульсов, поступивших на этот вход. При поступлении десятого импульса счетчик обнуляется и счет начинается снова, при этом на выходе переноса Р (вывод 2) появляется импульс, который подается на счетный вход следующего счетчика (на вход более старшего разряда). При подаче единицы на вход R счетчик в любой момент можно установить в нулевое положение.
Таким образом, включенные последовательно четыре микросхемы К176ИЕ4 образуют четырехразрядный десятичный счетчик с семисегментными светодиодными индикаторами на выходе.
Принципиальная схема формирователя опорных частот и устройства управления показана на рисунке 3. Задающий генератор выполнен на элементах D6.1 и D6.2, его частота (100 кГц) стабилизирована кварцевым резонатором Q1. Затем эта частота поступает на пяти-декадный делитель, выполненный на счетчиках D7-D11, микросхемах К174ИЕ4, семисегментные выходы которых не используются.
Каждый счетчик делит частоту, поступающую на его вход, на 10. Таким образом, при помощи переключателя S2.2 можно выбрать временной интервал в котором будет происходить подсчет входных импульсов и, таким образом. изменять пределы измерения. Предел измерения 2 МГц ограничен функциональными возможностями микросхем К176, которые на более высоких частотах не работают. На этом пределе можно пытаться измерять и более высокие частоты (до 10 МГц), но погрешность измерения будет слишком высокой, а на частотах более 5 МГц измерение вообще будет невозможным.
Рис.2
Устройство управления выполнено на четырех D-триггерах на микросхемах D12 и D13. Работу устройства удобно рассматривать с момента появления импульса установки нуля ("R"), который поступает на входы R счетчиков частотомера (рисунок 2). Одновременно этот импульс поступает на вход S триггера D13.1 и устанавливает его в единичное состояние.
Единичный уровень с прямого выхода этого триггера блокирует работу триггера D13.2, а нулевой уровень на инверсном выходе D13.1 разрешает работу триггера D12.2, который по фронту первого же импульса, поступившего с выхода D12.1 вырабатывает измерительный стробирующий импульс ("S"), который открывает элемент D1.3 входного устройства (рисунок 1). Начинается цикл измерения, в течении которого импульсы с выхода входного устройства поступают на вход "С" четырехразрядного счетчика (рисунок 2), и он их считает.
По фронту следующего импульса, поступающего с выхода D12.1, триггер D12.2 возвращается в исходное положение и на его прямом выходе устанавливается нуль, который закрывает элемент D1.3 и подсчет входных импульсов прекращается. Поскольку время, в течении которого длился подсчет импульсов кратно одной секунде, то в этот момент на индикаторах будет истинное значение частоты измеряемого сигнала. В этот момент фронт импульса с инверсного выхода триггера D12.2 триггер D13.1 переводится в нулевое состояние, и разрешается работа триггера D13.2. На вход С триггера D13.2 поступают импульсы частотой 1 Гц с выхода D11, и он последовательно устанавливается сначала в нулевое, затем в единичное состояние.
Во время счета триггером D13.2 триггер D12.2 заблокирован единицей, поступающей с инверсного выхода триггера D13.1. Идет цикл индикации, который длится одну секунду на нижнем пределе измерения, и две секунды на остальных пределах измерения. Как только на инверсном выходе D13.2 будет единица, положительный перепад напряжение на этом выходе пройдет через цепочку C10R43, которая сформирует короткий импульс, он поступит на входы "R" счетчиков D2-D5 и установит их в нулевое состояние. Одновременно установится в единичное состояние триггер D13.1 и весь, описанный процесс работы устройства управления повторится.
Триггер D12.1 устраняет влияние флуктуаций фронта низкочастотных импульсов, соответствующих времени, в течении которого происходит подсчет входных импульсов. Для этого импульсы, поступающие на вход D триггера D12.1, проходят на выход этого триггера только по фронту синхронизирующих импульсов с частотой следования 100 кГц, снимаемым с выхода мультивибратора на D6.1 и D6.2, и поступающих на вход С D12.1.
Частотомер можно собрать и на других микросхемах. Микросхемы К176ЛА7 можно заменить на К561ЛА7, микросхемы К176ТМ2 - на К561ТМ2, при этом схема прибора никак не изменяется.
Рис.3
Светодиодные семисегментные индикаторы можно использовать любые (отображающие одиночные цифры), если они с общим анодом, что более предпочтительно, поскольку выходы микросхем К176ИЕ4 развивают больших ток при зажигании сегментов нулями, и в результате получается больше яркость свечения, то изменения схемы касаются только цоколевки индикаторов. Если имеются только индикаторы с общим катодом, можно использовать и их, но в этом случае нужно на выводы 6 микросхем D2-D5 подавать не нуль, а единицу, отключив их от общего провода и подключив к шине + питания.
При отсутствии микросхем К176ИЕ4 каждую микросхему D2-D5 можно заменить двумя микросхемами, - двоично-десятичным счетчиком и дешифратором, например в качестве счетчика - К176ИЕ2 или К561ИЕ14 (в десятичном включении), а в качестве дешифратора - К176ИД2. Вместо К174ИЕ4 в качестве D7-D11 тоже можно использовать любые десятичные счетчики серий К176 или К561, например К176ИЕ2 в десятичном включении, К561ИЕ14 в десятичном включении, К176ИЕ8 или К561ИЕ8.
Кварцевый резонатор может быть на другую частоту, но не более 3 МГц, при этом придется изменить коэффициент пересчета делителя на микросхемах D7-D11, например если резонатор будет на 1 МГц, то между счетчиками D7 и D8 нужно будет включить еще один такой же счетчик.
Питается прибор от стандартного сетевого адаптера или от лабораторного источника питания, напряжение питания должно быть в пределах 9...11 В.
Настройка.
Настройка входного узла. К входному гнезду Х1 подключают генератор синусоидальных сигналов, а к выходу элемента D1.2 - осциллограф. На генераторе устанавливают частоту 2 МГц и напряжение 1В, и постепенно уменьшая выходное напряжение генератора, подбором сопротивления R4 добиваются максимальной чувствительности входного устройства, при которой сохраняется правильная форма импульсов на выходе элемента D1.2.
Цифровая часть частотомера, при исправных деталях и безошибочном монтаже в настройке не нуждается. Если не будет запускаться кварцевый генератор нужно подобрать сопротивление резистора R42.
Существуют микросхемы К176ИЕ3 и К176ИЕ4, содержащие в себе счетчик и дешифратор, предназначенный для работы с семисегментным индикатором. Микросхемы имеют одинаковые цоколевки и корпуса (показано на рисунке 1А и 1Б на примере микросхемы К176ИЕ4), разница состоит в том, что К176ИЕ3 считает до 6-ти, а К176ИЕ4 до 10-ти. Микросхемы предназначены для электронных часов, поэтому К176ИЕ3 считает до 6-ти, например если нужно считать десятки минут или секунд.
Кроме того обе микросхемы имеет по дополнительному выводу (вывод 3). В микросхеме К176ИЕ4 на этом выводе появляется единица в тот момент, когда её счетчик переходит в состояние "4". А в микросхеме К176ИЕ3 на этом выводе появляется единица в тот момент, когда счетчик досчитает до 2-х.
Таким образом, наличие этих выводов дает возможность построить счетчик часов, считающий до 24-х.
Рассмотрим микросхему К176ИЕ4 (рисунок 1А и 1Б). На вход "С" (вывод 4) подаются импульсы которые микросхема должна считать и отображать их число в семисегментном виде на цифровом индикаторе. Вход "R" (вывод 5) служит для принудительной установки счетчика микросхемы в ноль. При подаче на него логической единицы счетчик переходит в нулевое состояние, и на индикаторе, подключенном к выходу дешифратора микросхемы будет цифра "0", выраженная в семисегментном виде (смотри занятие №9).
Счетчик микросхемы имеет выход переноса "Р" (вывод 2). По микросхема считает до 10 на этом выводе логическая единица. Как только микросхема достигает 10-ти (на её вход "С" поступает десятый импульс) она автоматически возвращается в нулевое состояние, и в этот момент (между спадом 9-го импульса и фронтом 10-го) на выходе ИР" формируется отрицательный импульс (нулевой перепад).
Наличие этого выхода "Р" позволяет использовать микросхему как делитель частоты на 10, потому, что частота импульсов на этом выходе будет в 10 раз ниже частоты импульсов, поступающих на вход "С" (через каждые 10 импульсов на входе "С", - на выходе "Р" получается один импульс). Но главное назначение этого выхода (ИРИ) - организация многразрядного счетчика.
Еще один вход - "S" (вывод 6), он нужен для выбора типа индикатора, с котором будет работать микросхема. Если это светодиодный индикатор с общим катодом (см. занятие №9), то для работы с ним на этот вход нужно подать логический нуль. Если индикатор с общим анодом - нужно подать единицу.
Выходы "A-G" служат для управления сегментами светодиодного индикатора, они подключаются к соответствующим входам семисегментного индикатора.
Микросхема К176ИЕ3 работает так же как и К176ИЕ4, но считает только до 6-ти, и на её выводе 3 появляется единица тогда, когда её счетчик досчитывает до 2-х. В остальном микросхема не отличается от К176ИЕЗ.
Рис.2
Для изучения микросхемы К176ИЕ4 соберите схему, показанную на рисунке 2. На микросхеме D1 (К561ЛЕ5 или К176ЛЕ5) построен формирователь импульсов. После каждого нажатия и отпускания кнопки S1 на его выходе (на выводе 3 D1.1) формируется один импульс. Эти импульсы поступают на вход "С" микросхемы D2 - К176ИЕ4. Кнопка S2 служит для подачи единичного логического уровня на вход "R" D2, чтобы переводить, таким образом, счетчик микросхемы в нулевое положение.
К выходам A-G микросхемы D2 подключен светодиодный индикатор Н1. В данном случае используется индикатор с общим анодом, поэтому для зажигания его сегментов на соответствующих выходах D2 должны быть нули. Чтобы переключить микросхему D2 в режим работы с такими индикаторами на её вход S (вывод 6) подается единица.
При помощи вольтметра Р1 (тестера, мультиметра, включенного в режим измерения напряжения) можно наблюдать за изменением логических уровней на выходе переноса (вывод 2) и на выходе "4" (вывод 3).
Установите микросхему D2 в нулевое состояние (нажать и отпустить S2). Индикатор Н1 покажет цифру "0". Затем нажимая на кнопку S1 проследите работу счетчика от "0" до "9", и при следующем нажатии снова переходит в "0". Затем установите щуп прибора Р1 на вывод 3 D2 и нажимайте S1. Сначала, пока идет счет от нуля до трех на этом выводе будет нуль, но с появлением цифры "4" - на этом выводе будет единица (прибор Р1 покажет напряжение, близкое к напряжению питания).
Попробуйте соединить между собой выводы 3 и 5 микросхемы D2 при помощи отрезка монтажного провода (на схеме показан штрих-линией). Теперь счетчик дойдя до нуля станет считать только до "4". То есть показания индикатора будут такие - "0", "1", "2", "3" и снова "0" и далее по кругу. Вывод 3 позволяет ограничить счет микросхемы до четырех.
Рис.3
Установите щуп прибора Р1 на вывод 2 D2. Все время прибор будет показывать единицу, но после 9-го импульса в момент поступления 10-го импульса и перехода в ноль здесь уровень упадет до нулевого, а затем, после десятого снова станет единичным. Используя этот вывод (выход Р) можно организовать многоразрядный счетчик. На рисунке 3 показана схема двухразрядного счетчика, построенного на двух микросхемах К176ИЕ4. Импульсы на вход этого счетчика поступают с выхода мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы K561ЛE5 (или К176ЛЕ5).
Счетчик на D2 считает единицы импульсов, и после каждого десятка импульсов, поступивших на его вход "С" на его выходе "Р" появляется один импульс. Второй счетчик - D3 считает эти импульсы (поступающие с выхода "Р" счетчика D2) и его индикатор показывает десятки импульсов, поступивших на вход D2 с выхода мультивибратора.
Таким образом, этот двухразрядный счетчик считает от "00" до "99" и с приходом 100-го импульса переходит в нулевое положение.
Если нам нужно, чтобы этот двухразрядный счетчик считал до "39" (переходил в нуль с поступлением 40-го импульса) нужно вывод 3 D3 при помощи отрезка монтажного провода соединить с соединенными вместе выводами 5 обеих счетчиков. Теперь с окончанием третьего десятка входных импульсов, единица с вывода 3 D3 поступит на входы "R" обеих счетчиков и принудительно установит их в нулевое состояние.
Рис.4
Для изучения микросхемы К176ИЕ3 соберите схему, показанную на рисунке 4. Схема такая же как на рисунке 2. Разница в том, что микросхема будет считать от "0" до "5", и при поступлении 6-го импульса переходить в нулевое состояние. На выводе 3 будет появляться единица при поступлении на вход второго импульса. Импульс переноса на выводе 2 будет появляться с приходом 6-го входного импульса. Пока считает до 5-ти на выводе 2 - единица, с приходом 6-го импульса в момент перехода в ноль - логический ноль.
Используя две микросхемы К176ИЕ3 и К176ИЕ4 можно построить счетчик, на подобие того, что используется в электронных часах для подсчета секунд или минут, то есть, счетчик считающий до 60-ти. На рисунке 5 показана схема такого счетчика. Схема такая же как на рисунке 3, но разница в том, что в качестве микросхемы D3 вместе К176ИЕ4 используется К176ИЕ3.
Рис.5
А эта микросхема считает до 6-ти, значит и число десятков будет 6. Счетчик будет считать "00" до "59", и с приходом 60-го импульса переходить в ноль. Если сопротивление резистора R1 подобрать таким образом, чтобы импульсы на выходе D1.2 следовали с периодом в одну секунду, то можно получить секундомер, работающий до одной минуты.
Используя эти микросхемы несложно построить электронные часы.
