К561іє8 схема включення зі скиданням. Прості вогні, що біжать, на мікросхемі-лічильнику К561ІЕ8. Стан лічильників К561ІЕ8 та К176ІЕ8
Цей пристрій розроблявся до новорічних свят, як ялинкова прикраса, яку разом із друкованою платою можна помістити на гілці ялинки. Але застосування може бути і ширше, наприклад, як індикатор або покажчика напрямку.
Пристрій виконано на одній мікросхемі К561ІЕ8. На виході, на одному краю друкованої плати, розташовано в лінії дев'ять надяскравих індикаторних світлодіодів. При роботі автомата спочатку спалахує один крайній світлодіод, а потім послідовно спалахують і всі інші поки не горітимуть всі. Потім гаснуть, і все знову повторюється. Зоровий ефект – лінія росте з крапки.
Принципова схема
Схема показана малюнку 1. Основа схеми - лічильник К561ИЕ8 і генератор імпульсів на миготливому світлодіоді HL1. Миготливий світлодіод HL1, в процесі миготіння струм через нього сильно змінюється, відповідно змінюється і напруга на резисторі R1, - на ньому утворюються імпульси, цілком логічного рівня. Вони подаються на вхід лічильника.
Цікаво те, що ці імпульси супроводжуються хаотичними короткими імпульсами, що нагадують перешкоди від брязкальця контактів. Причина їх не ясна, тому що у світлодіоді точно жодних механічних контактів немає. Але щоб ці короткі імпульси не збоїли лічильник на його вході включений ланцюг R2-C1.
Мал. 1. Схема вогнів, що біжать, на мікросхемі К561ІЕ8.
Як відомо, у процесі роботи, рахунки вхідних імпульсів, стан виходів лічильника К561ІЕ8 змінюється наступним чином, - одиниця переходить з одного виходу на інший послідовно згідно кількості порахованих імпульсів.
Тобто одиниця є тільки на одному з виходів, у той час як на всіх інших виходах нулі. Якщо ключі зі світлодіодами підключити безпосередньо до виходів мікросхеми, то вийде так, що завжди горітиме лише один світлодіод, а ефект нагадуватиме точку, що біжить.
Але потрібен був подовження лінії, тому на діодах VD1-VD17 зібрана схема, що утримує відкритими ключі раніше включених світлодіодів.
Монтаж
Монтаж виконаний на друкованій платі, що показана на рис. 2.
Мал. 2. Друкована плата для схеми вогнів, що біжать.
Мал. 3. Розташування компонентів на платі.
Деталі
Світлодіоди можна використовувати будь-які, бажано надяскраві. Миготливий світлодіод -будь-який миготливий індикаторний червоний. Червоний тому що в нього нижча напруга падіння. Мікросхему К561ІЕ8 можна замінити на К176ІЕ8 або використовувати зарубіжний аналог CD4017 або інший "4017".
Цю ж схему можна пристосувати для перемикання гірлянд. Просто, замість світлодіодів HL2-HL10 потрібно буде підключити пристрої для перемикання гірлянд, наприклад, обмотки малопотужних реле або твердотільних світлодіоди реле або оптосимісторів.
Анісімов В. А. РК-11-16.
Для того щоб на виході лічильника отримати результат рахунку в десятковій системі потрібно було збирати схему з двох мікросхем - лічильника і дешифратора. Але крім лічильників та дешифраторів існує ще один тип мікросхем - лічильники-дешифратори, що містять в одному корпусі і лічильник та дешифратор, підключений на виході лічильника. Одна з таких, найбільш поширених мікросхем - К561ІЕ8 (або К176ІЕ8). Мікросхема містить двійковий лічильник, рахунок якого обмежений до 10-ти (при надходженні на його лічильний вхід десятого імпульсу лічильник автоматично переходить у нульовий стан), та двійково-десятковий дешифратор, який включений на виході цього лічильника (рисунок 1).
Мікросхема К561ІЕ8 (К176ІЕ8) має такий самий корпус як К561ІЕ10, але призначення висновків, природно, інше (тільки висновки живлення збігаються).
Рис.2
Для вивчення функціонування мікросхеми К561ІЕ8 (К176ІЕ8) зберіть схему, показану на малюнку 2. На мікросхемі D1 виконаний формувач імпульсів, він такий самий як і в експериментах на заняттях №7 і №8.
Імпульси надходять однією з входів мікросхеми D2, у разі на вхід CP (вхід позитивних імпульсів), у своїй другого вхід CN (вхід негативних імпульсів) потрібно подавати логічну одиницю. Можна подавати імпульси і вхід негативних імпульсів - CN, але цього потрібно на вхід CP подати логічний нуль.
Вхід R служить для примусової установки лічильника в нульовий стан (на вхід R подається одиниця кнопкою S2), при цьому на виході "0" мікросхеми D2 (висновок 3) буде одиниця, а на решту - нулі. Тепер натискаючи кнопку S1, за допомогою мультиметра Р1 (або вольтметра, тестера) простежте за зміною рівнів на виходах мікросхеми.
Одиниця буде тому виході, номер якого відповідає числу імпульсів, що надійшли на вхід лічильника (числу натискань на S1). Тобто, якщо почали з нуля, то після кожного натискання на S1 одиниця буде переміщатися на наступний вихід. І як тільки дійде до 9-го (висновок 11), при наступному натисканні на S1 знову перейде на нуль.
Мікросхема К561ІЕ8 вважає до 10 (від нуля до дев'яти, і при дев'ятому імпульсі переходить на нуль), але може знадобитися рахунок до іншого числа, наприклад до 6-ти. Обмежити рахунок цієї мікросхеми дуже легко, потрібно з'єднати дротом її вхід R (висновок 15), з тим її виходом, на якому повинен завершуватися цикл рахунку.
У разі це вихід 6 (висновок 5). Як тільки мікросхема D2 дорахує до 6-ти, одиниця з цього її виходу надійде на її вхід R і відразу встановить лічильник у нуль. Мікросхема рахуватиме від нуля до 5-ти, і при надходженні шостого імпульсу переходитиме в нуль, і далі знову по колу.
Таким чином, коефіцієнт перерахунку (коефіцієнт розподілу) мікросхеми К561ІЕ8 можна встановлювати гранично просто - з'єднанням одного її виходу з входом R.
Рис.3
Зберіть схему, показану малюнку 3. Мультивибратор на елементах D1.1 і D1.2 виробляє імпульси частотою 0,5-1 Гц, ці імпульси надходять на вхід мікросхеми D2, і її виходах по черзі з'являються одиниці. Ці одиниці запалюють світлодіоди VD1-VD10. Виходить, що біжить світлова точка зверху вниз (за схемою) - по черзі запалюються світлодіоди. У будь-який момент можна обмежити рахунок - за допомогою проводка з'єднати вхід R з будь-яким виходом, наприклад з висновком 5.
У мікросхеми К561ІЕ8 (К176ІЕ8) є ще один вихід, позначений - "Р" - це вихід перенесення. Він необхідний для того, щоб організувати багаторозрядну систему лічильників, наприклад, коли треба рахувати не десять, а сто імпульсів. Тоді одна мікросхема рахуватиме одиниці імпульсів, а друга десятки. Працює вихід так: після встановлення нуля, на цьому виході буде одиниця, і так буде доти, доки мікросхема не порахує п'ять імпульсів, потім на цьому висновку встановиться нуль, і буде доти, доки мікросхема не дорахує до 10-ти і перекинеться в нуль.
Виходить так, що на цьому виході за весь період рахунку мікросхеми формується один негативний імпульс, завершення якого говорить про те, що мікросхема дорахувала до 10-ти. Цей імпульс можна подати на вхід CN іншої мікросхеми К561ІЕ8 (К176ІЕ8), і ця інша мікросхема вважатиме десятки імпульсів, що надійшли на вхід першої. А загальний коефіцієнт перерахунку складе 100. Можна включити і третю мікросхему за другою (рахунок до 1000), і четверту за третьою (рахунок до 10000), тощо.
Перетворення двійкового коду на десятковий це добре, але як повідомити людину в зручній формі, то яке число на виході лічильника, - підключити до кожного виходу десяткового дешифратора лампочкою, і підписати на ній цифру? Погодьтеся, це незручно, хоча років тридцять тому такий метод індикації був поширений.
Подивіться уважно на табло будь-якого електронного цифрового годинника. Під кожну цифру на табло є поле, на якому розташовані особливим чином сім сегментів (за винятком коми), - або "черточки", що світяться, - світлодіоди (якщо табло світлодіодне), або флюоресцентні катоди люмінесцентних індикаторів, або змінюють колір "рисочки" рідкокристалічного табло.
Досить популярна мікросхема К561ІЕ8(Зарубіжний аналог CD4017) є десятковим лічильником з дешифратором. У своїй структурі мікросхема має лічильник Джонсона (п'ятискаскадний) і дешифратор, що дозволяє переводити код у двійковій системі в електричний сигнал, що з'являється на одному з десяти виходів лічильника.
Лічильник К561ІЕ8 випускається у 16 контактному корпусі DIP.
Технічні параметри лічильника К561ІЕ8:
- Напруга живлення: 3…15 вольт
- Вихідний струм (0): 0,6 мА
- Вихідний струм (1): 0,25 мА
- Вихідна напруга (0): 0,01 вольт
- Вихідна напруга (1): напруга живлення
- Струм споживання: 20 мкА
- Робоча температура: -45…+85 °C
Габаритні розміри мікросхеми К561ІЕ8:
Призначення висновків К561ІЕ8:
- Висновок 15 (Скидання) - лічильник скидається в нульовий стан на час вступу на даний висновок сигналу лог.1. Припустимо, ви хочете, щоб лічильник рахував лише до третього розряду (висновок 4), для цього ви повинні з'єднати висновок 4 з виводом 15 (Скидання). Таким чином, при досягненні рахунку до третього розряду лічильник К561ІЕ8 автоматично почне відлік з початку.
- Висновок 14 (Рахунок)- Висновок призначений для подачі лічильного тактового сигналу. Перемикання виходів відбувається за позитивним фронтом сигналу на виводі 14. Максимальна частота становить 2 МГц.
- Висновок 13 (Стоп)– цей висновок, відповідно до рівня сигналу, дозволяє зупиняти або запускати роботу лічильника. Якщо необхідно зупинити роботу лічильника, для цього необхідно на цей висновок подати лог.1. При цьому навіть якщо на висновок 14 (Рахунок), як і раніше, надходитиме тактовий сигнал, то на виході лічильника перемикань не буде. Для дозволу рахунку висновок 13 необхідно з'єднати з мінусовим дротом живлення.
- Висновок 12 (Перенесення)– даний висновок (висновок перенесення) використовуються при створенні багатокаскадного лічильника з кількох К561ІЕ8. При цьому висновок першого 12 лічильника з'єднують з тактовим входом 14 другого лічильника. Позитивний фронт на виході перенесення (12) виникає через кожні 10 тактових періодів на вході (14).
- Висновки 1-7 та 9-11 (Q0…Q9)- Виходи лічильника. У вихідному стані на всіх виходах знаходиться лог.0 крім виходу Q0 (на ньому лог.1). На кожному виході лічильника високий рівень з'являється лише період тактового сигналу з відповідним номером.
- Висновок 16 (Харчування)– з'єднується із плюсом джерела живлення.
- Висновок 8 (Земля)- Висновок з'єднується з мінусом джерела живлення.
Тимчасова діаграма роботи лічильника К561ІЕ8
На малюнку нижче наведено умовне позначення мікросхеми К561ІЕ8:
Декілька прикладів застосування лічильника К561ІЕ8
Вогні, що біжать на світлодіодах
Схема дозволяє організувати швидке послідовне світло кожного світлодіода. Джерело тактових імпульсів побудовано на таймері NE555, який включений до схеми як генератор прямокутних імпульсів. Частота імпульсів на виході NE555, а отже і швидкість вогнів, що біжать, регулюється змінним резистором R2.
Також можна збільшити кількість світлодіодів шляхом каскадного підключення лічильників. Таку роботу К561ІЕ8 ви можете переглянути в програмі Proteus.
(13,5 Kb, завантажено: 2 270)
За допомогою десяткового лічильника К561ІЕ8 можна зібрати. При натисканні кнопки SА1 відбувається розряд С1 конденсатора через резистор R1. Коли кнопка SА1 відпущена, конденсатор C1 заряджатиметься через резистор R2, викликаючи наростаючий фронт на тактовому вході (14) лічильника К561ІЕ8. Це призведе до того, що на виході Q1 з'являється високий логічний рівень (практично напруга живлення), внаслідок чого світиться світлодіод HL1.
У той самий час конденсатор С2 почне заряджатися через опори R4 і R5. Коли напруга на ньому досягне приблизно половини напруги живлення, це призведе до скидання лічильника. Вихід Q1 перейде в низький рівень, світлодіод згасне і конденсатор С2 розряджатиметься через діод VD1 і резистор R3. Після цього схема залишатимуться в такому стабільному стані, доки кнопка SА1 не буде натиснута знову.
Змінюючи опір R4, можна вибирати необхідний інтервал таймера в діапазоні від 5 секунд і 7 хвилин. Струм споживання даної схеми в стані очікування становить кілька мікроампер, в режимі роботи приблизно 8 мА в основному за рахунок світлодіоду.
Ця схема імітує вогні поліцейського проблискового маячка. В результаті роботи пристрою чергується миготіння червоних і синіх світлодіодів, причому кожен колір блимає по три рази.
Генератор тактових імпульсів для лічильника К561ІЕ8 побудований на таймері NE555. Ширина цих імпульсів може бути змінена шляхом підбору опорів R1, R2 та ємності C2. Імпульси з виходу лічильника, через діоди, надходять на два транзисторні ключі, які управляють миготінням світлодіодів.
Застосування потужних польових транзисторів дозволяє суттєво спростити схему та підвищити ККД перетворювача.На елементах DD1.1, DD1.2 зібраний генератор, що задає, з частотою 500 Гц. Дільник на DD2 формує дві імпульсні послідовності частотою 50 Гц зі зрушеними на 180° фазами для керування силовими ключами VT1 та VT2 двотактного перетворювача. Щоб уникнути наскрізних струмів перемикання між вимкненням одного ключа і включенням іншого існує "мертва зона" - 10% тривалості періоду.
При подачі високого рівня (логічного "1") на вхід "Блокування" обидва вихідні ключі замикаються.
Вихідна потужність перетворювача обмежена потужністю силового трансформатора Т1 та максимальним допустимим струмом вихідних транзисторів. Коефіцієнт трансформації силового трансформатора Кт=20. Як вихідні транзистори підійдуть IRFZ34 (15 A), IRFZ44 і КП723A(30A), IRFZ46 (50 A). Для надійності потрібно мати подвійний запас по струму та потрійний – за напругою. Силові ланцюги повинні бути якомога коротшими і виконані проводами відповідного перерізу.
Пропоновану схему перетворювача бажано доповнити схемами захисту та сервісу, що включають:
- захист від зупинки генератора, що задає, вона ж блокування;
- захист вихідних транзисторів від перевищення напруги на акумуляторі понад 15 В;
- Захист акумулятора від глибокого розряду. Ця ж схема є індикатором напруги акумулятора. При 10 світлодіод VD9 гасне, при 15 світить на повну силу;
- Захист від неправильного підключення, тобто. переполюсування акумулятора;
- автомат переходу на резервне харчування при зникненні напруги в мережі, та повернення на живлення від мережі при появі напруги в мережі.
Перетворювач споживає в холостому режимі трохи більше 7 мА.
Лічильник-розподільник К561ІЕ8 має вхід скидання (висновок 13), високий рівень на якому наводить мікросхему у вихідний стан. При цьому припиняється рахунок і всі виходи, крім нульового (висновок 3), скидаються в нуль. Обидва вихідних транзистора VT1 і VT2 у своїй закриті, тобто. перетворювач заблоковано.
Схема аварійного блокування показана. Конденсатор С4 заряджається через R13 до напруги живлення за відсутності імпульсів з виходу DD1.2 та подає логічну "1" на вхід блокування (висновок 13 DD2) через VD13. При нормальній роботі перетворювача, на виході "Скидання блокування" (висновок 1 DD2) кожні 20 мс з'являється логічна "1", яка через R11 відкриває транзистор VT5 і розряджає С4, не даючи тим самим блокування.
Захист від перевищення напруги на акумуляторі. При перевищенні Ua>15 відкривається стабілітрон VD10, струмом через R9 відкривається VT4 і подає логічну "1" через VD12 на вхід блокування. Це блокування потрібне для запобігання виходу з ладу силових транзисторів. Для захисту усієї схеми паралельно С5 потрібно включити стабілітрон КС515. Такої ситуації не виникне, якщо зарядний пристрій не буде підключений до перетворювача без акумулятора. Краще перетворювач та зарядний пристрій підключати до АБ різними проводами.
Захист ДБ від глибокого розряду. Величина R7 підбирається таким чином, щоб при Ua<10,5 В транзистор VT3 уже закрылся, светодиод VD9 погас, и через R8 и VD11 подалась логическая "1" на вход блокировки. С2 предотвращает блокировку в случае кратковременного понижения Ua.
Захист від неправильного включення (переполюсування) АБ. При аварійному блокуванні на виведенні 9 DD1.4 є логічна "1", на виході DD1.4 - "О". Транзистор VT6 закривається, реле К1 відпускає та відключає АБ від силової частини перетворювача. У разі переполюсування при підключенні АБ реле К1 взагалі не спрацьовує.
Автомат перемикання на резервне живлення. У разі присутності напруги в мережі реле К2 включено, і своїми контактами підключає навантаження безпосередньо до мережі. Транзистор оптопари VU1 відкритий і через R14 подає логічну "1" на вхід блокування. Перетворювач при цьому заблоковано.
При зникненні напруги мережі відпускає реле К2, перемикаючи навантаження вихід перетворювача. Закривається транзистор оптопари і з'являється логічний "Про" на виведенні 5 DD1.3. Художня на виході DD1.3-"1", позитивний імпульс відкриває транзистор VT5, розряджається С5, з входу блокування пропадає "1", і перетворювач запускається.
Вимикач S1 "Вкл" дозволяє вимикати перетворювач у тому випадку, коли за відсутності напруги в мережі резервне живлення не потрібно; "+" живлення надходить через вимикач S1 та R14 на вхід блокування. При розмиканні контактів вимикача S1 відбувається запуск перетворювача - як і після пропадання напруги в мережі.
Працюючи з підвищуючими перетворювачами дотримуйтесь правил безпеки тому що робота ведеться з небезпечною для організму напругою!! Вихідну вторинну обмотку в процесі налагодження складання бажано ізолювати кембриками з гумових трубочок, щоб уникнути випадкового контакту.
Мікросхеми К176ІЕ8і К561ІЕ8- десяткові лічильники-дільники. Вони мають 10 дешифрованих виходів QO...Q9. Схема лічильників містить п'ятикаскадний високошвидкісний лічильник Джонсона і дешифратор, що перетворює двійковий код сигнал на одному з десяти виходів.
Якщо на вході дозволу рахунки ЄС лічильників К561ІЕ8 та К176ІЕ8 присутній низький рівень, то лічильник виконує свої операції синхронно з позитивним перепадом на тактовому вході С. При високому рівні на вході ЄС дія тактового входу забороняється та рахунок зупиняється. При високому рівні на вході скидання R лічильник очищується до нульового відліку.
На кожному виході дешифратора високий рівень з'являється лише період тактового імпульсу з відповідним номером. Лічильник має вихід перенесення З вих. Позитивний фронт вихідного сигналу перенесення з'являється через 10 тактових періодів і використовується як тактовий сигнал для наступної декади лічильника. Максимальна тактова частота для лічильників К561ІЕ8 та К176ІЕ8 дорівнює 2 МГц.
Тривалість імпульсу заборони рахунку має перевищувати 300 нс, тривалість тактового імпульсу має бути менше 250 нс. Час дії імпульсу скидання має перевищувати 275 нс. Можливі логічні та імпульсні стани лічильників К561ІЕ8 та К176ІЕ8 зведені в таблицю.
Закордонним аналогом мікросхеми К561ІЕ8 є мікросхема CD4017A.
| Кількість розрядів | 5 |
| Входи управління | C,R,EC |
| Управління входу С | , |
| Напруга живлення | 3...15 В | Час затримки розповсюдження | 1700 нс |
| Частота вхідного сигналу | 2 МГц |
| Струм споживання при максимальній напрузі живлення | 0,2 мА |
| Вихідний струм низького рівня | 0,18 мА |
| Температура навколишнього середовища | -45...+70 про С |
| Вхід | Режим | ||
|---|---|---|---|
| R | C | EC | |
| 1 | Х | Х | Q0 = C вих = 1 |
