Микросхемы.
Микросхемы ТТЛ (74…).
На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5…2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.
Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.
| ТТЛ серия | Параметр | Нагрузка | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Российские | Зарубежные | Pпот. мВт. | tзд.р. нс | Эпот. пДж. | Cн. пФ. | Rн. кОм. |
| К155 КМ155 | 74 | 10 | 9 | 90 | 15 | 0,4 |
| К134 | 74L | 1 | 33 | 33 | 50 | 4 |
| К131 | 74H | 22 | 6 | 132 | 25 | 0,28 |
| К555 | 74LS | 2 | 9,5 | 19 | 15 | 2 |
| К531 | 74S | 19 | 3 | 57 | 15 | 0,28 |
| К1533 | 74ALS | 1,2 | 4 | 4,8 | 15 | 2 |
| К1531 | 74F | 4 | 3 | 12 | 15 | 0,28 |
При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.
| Нагружаемый выход |
Число входов-нагрузок из серий | ||
|---|---|---|---|
| К555 (74LS) | К155 (74) | К531 (74S) | |
| К155, КM155, (74) | 40 | 10 | 8 |
| К155, КM155, (74), буферная | 60 | 30 | 24 |
| К555 (74LS) | 20 | 5 | 4 |
| К555 (74LS), буферная | 60 | 15 | 12 |
| К531 (74S) | 50 | 12 | 10 |
| К531 (74S), буферная | 150 | 37 | 30 |
Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток I oвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.
| Параметр | Условия измерения | К155 | К555 | К531 | К1531 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Макс. | Мин. | Макс. | |||
| U1вх, В схема |
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах | 2 | 2 | 2 | 2 | |||||||
| U0вх, В схема |
0,8 | 0,8 | 0,8 | |||||||||
| U0вых, В схема | Uи.п.= 4,5 В | 0,4 | 0,35 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||||
| I0вых= 16 мА | I0вых= 8 мА | I0вых= 20 мА | ||||||||||
| U1вых, В схема |
Uи.п.= 4,5 В | 2,4 | 3,5 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | ||||
| I1вых= -0,8 мА | I1вых= -0,4 мА | I1вых= -1 мА | ||||||||||
| I1вых, мкА с ОК схема | U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В | 250 | 100 | 250 | ||||||||
| I1вых схема |
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В | 40 | 20 | 50 | ||||||||
| I0вых, мкА Состояние Z схема |
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В | -40 | -20 | -50 | ||||||||
| I1вх, мкА схема | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В | 40 | 20 | 50 | 20 | |||||||
| I1вх, max, мА | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В | 1 | 0,1 | 1 | 0,1 | |||||||
| I0вх, мА схема |
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В | -1,6 | -0,4 | -2,0 | -0,6 | |||||||
| Iк.з., мА | U1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В | -18 | -55 | -100 | -100 | -60 | -150 | |||||
www.microshemca.ru
Понимаем принцип работы к176ие4
Понимаем принцип работы К176ИЕ4
В данной статье я хочу рассказать о принципе работы с К176ИЕ4 – незаменимым драйвером семисегментных индикаторов. Его работу предлагаю разобрать на примере данной схемы:
Не пугайтесь – хоть схема и выглядит массивной, несмотря на это она очень простая, используется всего 29 электронных компонентов
Принцип работы К176ИЕ4:
К176ИЕ4 – по своей сути очень простая в понимании микросхема. Она представляет собой десятичный счетчик с дешифратором для семисегментной индикации. Она имеет 3 входа и 9 выходов сигнала.
Номинальное напряжение питания – от 8.55 до 9.45В. Максимальный ток на один выход – 4мА
Входами являются:
- Тактирующая линия (4 ножка микросхемы) – по ней приходит сигнал, который заставляет микросхему переключать свои состояния, то есть считать
- Выбор общего анода/катода (6 ножка) – подключая эту линию к минусу мы можем управлять индикатором с общим катодом, к плюсу – с общим анодом
- Сброс (5 ножка) – при подаче лог. 1 сбрасывает счетчик до нуля, при подаче лог. 0 – разрешает микросхеме переключать состояния
Выходы:
- 7 выходов на семисегментный индикатор (1, 8-13 ножки)
- Тактирующий сигнал поделенный на 4 (3 ножка) – нужен для часовых схем, нами не используется
- Тактирующий сигнал поделенный на 10 (2 ножка) – позволяет объединять несколько К176ИЕ4, расширяя диапазон разрядов (можно добавлять десятки, сотни и т.д.)
Принцип подсчета работает таким образом, что при переключении нами сигнала на тактирующей линии с лог. 0 на лог. 1 текущее значение увеличивается на единицу
Принцип работы данной схемы:
Для упрощения восприятия работы этой схемы можно составить такую последовательность:
- NE555 выдает прямоугольный импульс
- К176ИЕ4 под воздействием импульса увеличивает свое состояние на единицу
- Его текущее состояние передается на транзисторную сборку ULN2004 для усиления
- Усиленный сигнал поступает на светодиоды
- Индикатор отображает текущее состояние
Данная схема переключает состояния ИЕ4 один раз в секунду (этот период времени сформирован RC-цепью, состоящей из R1, R2 и C2)
NE555 можно спокойно заменить на КР1006ВИ1
C3 можно выбирать в диапазоне от 10 до 100нФ
Усилитель необходим так как максимальный ток на один выход ИЕ4 – 4мА, а номинальный ток большинства светодиодов 20мА
Семисегментные индикаторы подойдут любые с общим анодом и номинальным напряжением от 1.8 до 2.5В, с током от 10 до 30мА
Мы подключаем 6 ножку микросхемы к минусу питания, но при этом используем индикатор с общим анодом, это обусловлено тем, что ULN2004 не только усиливает, но и инвертирует сигнал
Микросхема сбрасывает свое состояние при подаче питания (выполнен цепью из C4 и R4) или по нажатию кнопки (S1 и R3). Сброс при подаче питания необходим так как, иначе, микросхема не будет нормально работать
Резистор перед кнопкой сброса необходим для безопасной работы кнопки – почти все тактовые кнопки рассчитаны на ток не более 50мА, а следовательно резистор мы должны выбирать в пределах от 9В/50мА=180Ом и до 1кОм
Скачать список элементов (PDF)
Источник: http://cxem.net/beginner/beginner140.php
цифровые микросхемы – начинающим ( занятие_10 )
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 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 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.
Раздел: [Теоретические материалы]
Источник: http://www.cavr.ru/article/5215-cifrovye-mikrosxemy—nachinayushhim-(-zanyatie_10-)
РадиоЧайник (Применение микросхем серии К176 – часть 1)
(Часть 1) Часть 2 Часть 3
Применение микросхем серии К176
Рассмотренные ранее в журнале [1—3] интегральные микросхемы серии К155 позволяют строить самые разнообразные цифровые устройства с быстродействием до 10…15 МГц, однако потребляемая ими мощность довольно велика. В ряде случаев, где не нужно такое высокое быстродействие, а, наоборот, необходима минимальная потребляемая мощность, применяют интегральные микросхемы серии К176.
Микросхемы этой серии изготовляют по технологии дополняющих транзисторов структуры МОП (металл — окисел — полупроводник). Основная особенность и достоинство микросхем — ничтожное потребление тока в статическом режиме, находящееся в пределах 0,1…100мкА.
При работе на максимальной рабочей частоте 1…2 МГц потребляемая мощность доходит до значений этого параметра микросхем ТТЛ с близким быстродействием, например, серии К134.
Номинальное напряжение питания микросхем серии К176 — 9 В ±5 %, однако они сохраняют работоспособность в интервале питающего напряжения от 5 до 12 В. Диапазон рабочих температур — от —10 до +70°С. При напряжении питания 9 В уровень логического 0 — не более 0,3 В, уровень 1 — не менее 8,2 В.
Максимальный выходной ток составляет единицы миллиампер. Такие параметры затрудняют подключение микросхем серии К176 к микросхемам других серий и индикаторам.
В номенклатуру серии К176 входит свыше 30 микросхем. Из них к комбинационным относят логические .элементы, содержащие в своем обозначении буквы ЛЕ (элементы ИЛИ-НЕ), ЛА (элементы И-НЕ).
ЛП (сочетание элементов ИЛИ-НЕ или И-ИЕ и инвертора, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), дешифратор К176ИД1, четырехразрядный полный сумматор К176ИМ1 и некоторые другие; к последовательностным — интегральные триггеры К176ТМ1, К176ТМ2, К176ТВ1, счетчики К176ИЕ1 — К176ИЕ18,- сдвигающие регистры К176ИР2 — К176ИР10 и некоторые другие.
Логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, НЕ этой серии работают так же, как и аналогичные элементы серии К155.
Интегральная микросхема К176ИД1 (ее обозначение показано на рис. 1,а) — дешифратор на 10 выходов. Он имеет 4 входа для сигналов в коде 1-2-4-8. Выходной сигнал с уровнем 1 появляется на том выходе дешифратора, номер которого в виде десятичного числа выражает состояние входов в двоичном коде. На остальных выходах дешифратора при этом будет уровень 0.
Дешифратор К176ИД1 не имеет специального входа стробирования. При построении дешифраторов с числом выходов более 10 можно использовать для этой цели вход 8, так как сигналы на выходах 0—7 могут появиться лишь при уровне 0 на этом входе. Такой расширенный дешифратор можно собрать по схеме на рис. 2.
Микросхема К176ЛП2 (рис. 1,6) — сумматор по модулю 2 или ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Логика ее работы полностью совпадает с логикой работы микросхемы К155ЛП5 [З].
Полный четырехразрядный сумматор К176ИМ1 (рис. 1,в) по логике работы соответствует микросхеме К155ИМЗ [З].
На входы А1—А4 подают сигналы в двоичном коде одного из суммируемых чисел, на входы В1—В4 — сигналы второго числа (Al, Bl — младшие разряды), а на вход С — сигнал переноса с предыдущего разряда.
На выходах SI—S4 формируются сигналы, соответствующие кодусуммы чисел, а на выходе P — сигнал переноса в следующий разряд. У микросхемы, суммирующей только младшие, разряды многоразрядных двоичных чисел, вход C соединяют с общим проводом.
Интегральная микросхема К176ЛП1 (рис. 1,г) занимает особое место среди комбинационных микросхем серии К176. В нее входят три полевых транзистора с каналом p-типа и столько же — с каналом n-типа.
Соединяя выводы микросхемы, можно получить три отдельных инвертора (рис. 3.а), инвертор с мощным выходом (рис. 3,б), трехвходовый элемент ИЛИ-НЕ (рис. 3,в), трехвходовый элемент И-НЕ (рис. 3,г), отсутствующий в серии элемент ИЛИ-И-НЕ (рис.
3,д) и мультиплексор с двумя входами (рис. 3,е).
Мультиплексор по приведенной схеме пропускает сигнал на выход D с входа А при уровне 1 на входе С или с входа В при уровне 0 на входе С. Причем такой мультиплексор обратим, т. е. при тех же условиях сигнал с выхода D проходит на входы А или В,
Пропускаемый сигнал может быть как цифровым, так и аналоговым. Аналоговый сигнал по амплитуде не должен выходить за допустимые пределы напряжения питания микросхемы.
Сопротивление между входом и выходом открытого канала мультиплексора составляет 100…200 Ом и зависит от напряжения на входе и разности напряжений между входом и выходом.
Для получения малых нелинейных искажений передаваемого сигнала сопротивление нагрузки должно быть не менее 50…100 кОм.
В серию входят три микросхемы счетных триггеров: К176ТВ1, К176ТМ1, К176ТМ2.
Микросхема К176ТВ1 (рис. 1, д) содержит два JK-триггера. Каждый триггер, кроме входов J и K, имеет входы R и S для установки триггера в нулевое или единичное состояние соответственно, а также вход C для тактовых импульсов; При подаче уровня 1 на вход R триггер устанавливается в нулевое состояние, а на вход S — в единичное.
Триггер не переключается при изменении сигналов на J и K входах, играют роль лишь их уровни на этих входах во время спада импульса отрицательной полярности на входе С. Так, если на входах J и K присутствует уровень 1, то каждым спадом импульса отрицательной полярности на тактовом входе С триггер переключается в противоположное состояние.
При уровне 0 на входах J и K состояние триггера импульсами на входе C не изменяется. В случае, если уровень 1 воздействует на вход J, а уровень 0 — на вход K, спад импульса на входе C устанавливает триггер в единичное состояние. Если же на входе J — уровень 0, а на входе K — 1, то спадом импульса на входе С триггер переключается в нулевое состояние.
Интегральная микросхема К176ТМ2 (рис. 1,ж) состоит из двух D-триг-геров. В нулевое и единичное состояния триггеры устанавливаются так же, как и триггеры микросхемы К176ТВ1, при подаче уровней 1 на входы R и S. Спадами тактовых импульсов отрицательной полярности на входе С триггеры переключаются в состояние, соответствующее уровню на входе D, аналогично триггерам в микросхеме K155TM2.
Микросхема К176ТМ1 отличается от K176TM2 только отсутствием входов S (рис. 1,е).
При построении двоичных счетчиков на микросхемах серии К 176 входы С триггеров подключают к инверсным выходам предыдущих триггеров. Схемы декад на микросхемах К176ТВ1 и К176ТМ2, а также временные диаграммы их работы приведены на рис. 4 и 5.
Шестиразрядный двоичный счетчик К176ИЕ1 (рис. 1,з) имеет вход R для установки триггеров счетчика в нулевое состояние (уровнем 1) и вход С для счетных импульсов.
Триггеры микросхемы переключаются спадом импульсов отрицательной полярности на входе С.
В многоразрядных делителях частоты для правильного порядка переключения триггеров входы микросхем К176ИЕ1 подключают к выходам предыдущих через инверторы.
Источник: http://radiochainik.narod.ru/k176_1.htm
Квартирный страж с памятью посещений (176ИЕ4, 561ЛЕ5)
Практически в любом периодическом издании по электронике сегодня можно встретить рубрику, освещающую новые технологии для систем охраны. Массовое подключение пользователей к сети Интернет также позволяет повторять готовые схемы, не выходя из дома.
Устройство, предлагаемое читателям в этой статье, не публиковалось ранее. Это простая охранная система, позволяющая контролировать открытие двери, на которой установлен чувствительный датчик.
Оно оказывается полезным, когда необходимо следить за несанкционированными посещениями охраняемой территории в отсутствие хозяев.
В городских условиях устройство положительно зарекомендовало себя в коммунальных квартирах, подсобных помещениях и складах коммерческих офисов, когда необходимо контролировать не столько доступ на объект, сколько самих представителей службы охраны.
Структурная схема (рис. 1.10) поясняет принцип действия устройства. Датчик-геркон на размыкание, закрепленный на дверной коробке (магнит закреплен против датчика на самой двери так, чтобы при нормально закрытой двери контакты геркона были замкнуты), при открывании двери (нарушении шлейфа охраны) дает импульс на схему опознавания.
Принципиальная схема блока показана на рис. 1.11. Затем сигнал поступает на устройство опознавания ключа: когда хозяин на месте, ключ вставлен в соответствующий разъем и блокирует дальнейшее прохождение сигнала – сигнализация отключена. Схема опознавания хозяйского ключа (принципиальная схема блока изображена на рис. 1.
12) в отсутствие хозяев коммутирует сигнал от датчика и разрешает включение охранной сигнализации -однотонного звука, равного по длительности времени открытия двери.
Эта же схема регистрирует количество нарушений шлейфа охраняемого объекта и в цифровом виде отображает это количество (от 0 до 99) на цифровом светодиодном индикаторе.
Рис. 1.10
Рис. 1.11
Сигнал о нарушении шлейфа поступает также на узел запоминания состояния (блок фиксации состояния устройства на структурной схеме), который включает прерывистый звуковой сигнал.
Рис. 1.12
Схемотехническое решение таково, что прерывистый сигнал будет звучіать до тех пор, пока вся схема не будет «сброшена». Это можно сделать, кратковременно отключив питание схемы. Если до сброса схемы (проверки состояния охраны хозяином) нарушения шлейфа были неоднократны, все их последовательно зафиксирует цифровой индикатор.
Правила пользования: опознавательный ключ-ответная часть разъема – удаляется из гнезда при уходе хозяина. С этого момента устройство готово реагировать и фиксировать несанкционированные посещения объекта, которые будут отмечены звуковыми сигналами. Хозяин приходит – если сигнала нет, значит цепь охраны в его отсутствие не нарушалась. Если звучит прерывистый сигнал
– цепь охраны нарушалась. Количество открываний двери отображено на цифровом индикаторе. Следует иметь в виду, что открывание и закрывание охраняемой двери будет воспринято системой регистрации посещений как разные вторжения и каждое будет зафиксировано прибавлением еще одной единицы на индикаторе.
Положительные свойства этого устройства: простота схемного решения и сборки; некритичность к напряжению питания и помехам по питанию благодаря использованию МОП-микросхем 561 и 176 серий; нет необходимости в настройке схемы; стабильность и долговечность работы; низкая стоимость элементов и малое время, затраченное на повторение схемы.
Отрицательные свойства схемы: возможность нейтрализовать (сбросить фиксацию нарушения шлейфа охраны) общим отключением электричества (например, при обесточивании всего объекта посредством короткого замыкания или через общий сетевой рубильник). Однако на уровне контроля в коммунальных квартирах и скрытном контроле сотрудников охраны эти методы оправдывают себя.
Рассмотрим работу схемы. Ключ хозяина (рис. 1.12) представляет собой резистор (R6), скрытый внутри корпуса ответной части разъема. Первая часть разъема закреплена в стационарном корпусе, обращенном к внешней стороне от охраняемого помещения. Значение сопротивления ключа R6 играет важную роль.
Если ключ опознан блоком, то питание с устройства сигнализации будет снято. Не обязательно применять резистор сопротивлением 47 кОм, главное, чтобы было выполнено условие R6 = R5. В этом случае на инвертирующий вход ОУ D1.1 поступает примерно половина напряжения питания.
Схема содержит компаратор с гистерезисом, реализованный на основе двух операционных усилителей под одним корпусом (микросхема КР1401УД5). Ключ (сопротивление) идентифицируется путем сравнения с сопротивлением, предварительно заданным модулем декодирования ключа.
То есть, регулируя переменный резистор R2 с подключенным ключом R6, добиваются нейтрализации схемы охраны. Делитель напряжения R1 R2 R3 R4 определяет ширину окна дискриминации компаратора с серединой в значении Un/2, соответствующую падению напряжения на резисторе R3.
Регулируемый переменный резистор R2 позволяет значительно сдвигать середину окна, чтобы она соответствовала напряжению, обусловленному делителем R5 R6. Когда вставлен правильный (хозяйский) ключ, напряжение на входе компаратора находится в пределах окна сравнения. Тогда на выходах обоих операционных усилителей (выв. 1 и 7 D1 ) высокий логический уровень.
Он не проходит через диоды развязки VD1, VD2, однако ключевой каскад на транзисторе VT1 включен благодаря смещению в базу транзистора, задаваемого резистором R7. Светодиод VD4 горит, индицируя состояние ключа. Реле К1 оказывается включенным и его коммутирующие контакты К1.1 разомкнуты – напряжение питания на блоки опознавания датчика и цифровой фиксации не поступает.
При отсутствии в разъеме ключа-резистора R6 (или неверном его сопротивлении) напряжение на входах компаратора (выв. 2 и 5 D1) находится вне окна сравнения и логические состояния выходов операционных усилителей D1.1 и D1.2 противоположны друг другу – на одном выходе лог.
О, на другом – лог. 1. Низкий логический уровень проходит через диод развязки и базовый ток транзистора VT1 замыкается на 0. Транзистор закрывается, реле обесточивается, светодиод VD4 гаснет, контакты К1.
1 замыкаются, подавая питание на схемы звуковой и световой сигнализации и фиксации.
Рассмотрим схему сигнализации и фиксации на рис. 1.11. Хозяина нет – на нее подано напряжение питания. Счетчики D2, D3 – микросхемы К176ИЕ4 – в первый момент времени благодаря цепи R10 С2 R“J 1 обнуляются и готовы к приему информации по тактовым входам С.
Каждое размыкание геркона В1 фронтом импульса будет переключать счетчики и прибавлять +1 к их показаниям. Выход пересчета первого счетчика соединен последовательно с тактовым входом второго. На индикаторах HL1, HL2 будут отображаться числа соответственно 01, 02 и так далее до 99.
Кроме того, сигнал от датчика приходит на триггер на элементах D4.1, D4.2. При первом положительном импульсе на выв. 1 микросхемы К561ЛЕ5
Рис. 1.13
(D4) триггер переключится в другое устойчивое состояние (на выв. 4 D4.1 сигнал изменится с лог. О на лог. 1). Согласно рис. 1.
13 этот положительный сигнал, бесконечный по длительности, пока не будет осуществлен сброс схемы, управляет ключом на транзисторах VT4, VT5 и соответственно узлом звуковой прерывистой сигнализации.
Аналогичный ключ на транзисторах VT2, ѴТЗ включает монотонный звуковой сигнал при размыкании контактов геркона В1.
Блоки звуковой сигнализации на схеме не показаны и могут использоваться любые на напряжения Питания 8…14 В согласно напряжению питания всех схем этого охранного узла. Если нет необходимости в подсчете показаний до 99, можно ограничиться одним счетчиком и одним светодиодным индикатором, например, АЛС324А.
О монтаже и деталях. Элементы схемы монтируют на плате фольгированного гетинакса или на перфорированной монтажной плате. Соединения выполняют проводом типа МГТФ сечением 0,6…0,8 мм.
Все постоянные резисторы типа МЛТ, ОМЛТ-0,125, переменный резистор R2 любой с линейной характеристикой, можно применить и многооборотистый переменный резистор типа СП5-1В. Оксидные конденсаторы любые. Транзистор VT1 можно заменить на КТ605(А, Б).
Транзисторы VT2, VT4 можно заменить на КТ315, КТ503, КТ504 с любым буквенным индексом. Все диоды можно заменить на маломощные серий Д220, КД521 и аналогичные. Светодиод VD4 при желании можно из схемы исключить, закоротив его выводы.
Реле К1 применяется любое маломощное на напряжение питания 8…14 В с контактами на размыкание, например РЭС48А (паспорт РС4590.216) или РЭС 15 (паспорт 003 или 014.058). Схему монтируют в пластмассовом корпусе, который утапливают в стене и закрывают декоративной панелью. В панели делают вырезы для индикаторов НИ, HL2.
Провода питания и соединения с датчиком В1 монтируют через малогабаритный разъем МРН22-2 или аналогичный. Для подсоединения опознавательного ключа используют любой разъем, в том числе пятиконтактный магнитофонный. Система питается любым нестабилизированным трансформаторным источником с напряжением от 8 до 14 В.
Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радиолюбителям схемы, Москва 2008
Источник: http://nauchebe.net/2012/09/kvartirnyj-strazh-s-pamyatyu-poseshhenij-176ie4-561le5/
electshema.ru
Микросхема К176ИЕ4
Микросхема представляет собой счетчик по модулю 10 с дешифратором для вывода информации на семисегментный индикатор. Содержит 307 интегральных элементов.
Назначение выводов:
1 — выход g;
2 — выход 10;
3 — выход 4;
4 — вход T;
5 — вход «установка 0» R;
6 — вход C;
7 — общий;
8 — выход a;
9 — выход b;
10 — выход c;
11 — выход d;
12 — выход e;
13 — выход f;
14 — напряжение питания.
Электрические параметры:
Номинальное напряжение питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 В ±5%
Выходное напряжение низкого уровня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 0,3 В
Выходное напряжение высокого уровня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≥ 8,2 В
Входной ток низкого уровня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≥ -0,5 мкА
Входной ток высокого уровня . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 0,5 мкА
Ток потребления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 0,25 мА
Ток потребления в динамическом режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 0,3 мА
Максимальная мощность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≤ 21 мВт
Тактовая частота деления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ≥ 1 МГц
Нагрузочная способность в статическом режиме . . . . . . . . . . . . . . . . .≤ 15
kiloom.ru
Понимаем принцип работы к176ие4 – Просто о технологиях
Понимаем принцип работы К176ИЕ4
В данной статье я хочу рассказать о принципе работы с К176ИЕ4 – незаменимым драйвером семисегментных индикаторов. Его работу предлагаю разобрать на примере данной схемы:
Не пугайтесь – хоть схема и выглядит массивной, несмотря на это она очень простая, используется всего 29 электронных компонентов
Принцип работы К176ИЕ4:
К176ИЕ4 – по своей сути очень простая в понимании микросхема. Она представляет собой десятичный счетчик с дешифратором для семисегментной индикации. Она имеет 3 входа и 9 выходов сигнала.
Номинальное напряжение питания – от 8.55 до 9.45В. Максимальный ток на один выход – 4мА
Входами являются:
- Тактирующая линия (4 ножка микросхемы) – по ней приходит сигнал, который заставляет микросхему переключать свои состояния, то есть считать
- Выбор общего анода/катода (6 ножка) – подключая эту линию к минусу мы можем управлять индикатором с общим катодом, к плюсу – с общим анодом
- Сброс (5 ножка) – при подаче лог. 1 сбрасывает счетчик до нуля, при подаче лог. 0 – разрешает микросхеме переключать состояния
Выходы:
- 7 выходов на семисегментный индикатор (1, 8-13 ножки)
- Тактирующий сигнал поделенный на 4 (3 ножка) – нужен для часовых схем, нами не используется
- Тактирующий сигнал поделенный на 10 (2 ножка) – позволяет объединять несколько К176ИЕ4, расширяя диапазон разрядов (можно добавлять десятки, сотни и т.д.)
Принцип подсчета работает таким образом, что при переключении нами сигнала на тактирующей линии с лог. 0 на лог. 1 текущее значение увеличивается на единицу
Принцип работы данной схемы:
Для упрощения восприятия работы этой схемы можно составить такую последовательность:
Данная схема переключает состояния ИЕ4 один раз в секунду (этот период времени сформирован RC-цепью, состоящей из R1, R2 и C2)
NE555 можно спокойно заменить на КР1006ВИ1
C3 можно выбирать в диапазоне от 10 до 100нФ
Усилитель необходим так как максимальный ток на один выход ИЕ4 – 4мА, а номинальный ток большинства светодиодов 20мА
Семисегментные индикаторы подойдут любые с общим анодом и номинальным напряжением от 1.8 до 2.5В, с током от 10 до 30мА
Мы подключаем 6 ножку микросхемы к минусу питания, но при этом используем индикатор с общим анодом, это обусловлено тем, что ULN2004 не только усиливает, но и инвертирует сигнал
Микросхема сбрасывает свое состояние при подаче питания (выполнен цепью из C4 и R4) или по нажатию кнопки (S1 и R3). Сброс при подаче питания необходим так как, иначе, микросхема не будет нормально работать
Резистор перед кнопкой сброса необходим для безопасной работы кнопки – почти все тактовые кнопки рассчитаны на ток не более 50мА, а следовательно резистор мы должны выбирать в пределах от 9В/50мА=180Ом и до 1кОм
Скачать список элементов (PDF)
цифровые микросхемы – начинающим ( занятие_10 )
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 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 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.
Раздел: [Теоретические материалы]
РадиоЧайник (Применение микросхем серии К176 – часть 1)
(Часть 1) Часть 2 Часть 3
Применение микросхем серии К176
Рассмотренные ранее в журнале [1—3] интегральные микросхемы серии К155 позволяют строить самые разнообразные цифровые устройства с быстродействием до 10…15 МГц, однако потребляемая ими мощность довольно велика. В ряде случаев, где не нужно такое высокое быстродействие, а, наоборот, необходима минимальная потребляемая мощность, применяют интегральные микросхемы серии К176.
Микросхемы этой серии изготовляют по технологии дополняющих транзисторов структуры МОП (металл — окисел — полупроводник). Основная особенность и достоинство микросхем — ничтожное потребление тока в статическом режиме, находящееся в пределах 0,1…100мкА.
При работе на максимальной рабочей частоте 1…2 МГц потребляемая мощность доходит до значений этого параметра микросхем ТТЛ с близким быстродействием, например, серии К134.
Номинальное напряжение питания микросхем серии К176 — 9 В ±5 %, однако они сохраняют работоспособность в интервале питающего напряжения от 5 до 12 В. Диапазон рабочих температур — от —10 до +70°С. При напряжении питания 9 В уровень логического 0 — не более 0,3 В, уровень 1 — не менее 8,2 В.
Максимальный выходной ток составляет единицы миллиампер. Такие параметры затрудняют подключение микросхем серии К176 к микросхемам других серий и индикаторам.
В номенклатуру серии К176 входит свыше 30 микросхем. Из них к комбинационным относят логические .элементы, содержащие в своем обозначении буквы ЛЕ (элементы ИЛИ-НЕ), ЛА (элементы И-НЕ).
ЛП (сочетание элементов ИЛИ-НЕ или И-ИЕ и инвертора, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), дешифратор К176ИД1, четырехразрядный полный сумматор К176ИМ1 и некоторые другие; к последовательностным — интегральные триггеры К176ТМ1, К176ТМ2, К176ТВ1, счетчики К176ИЕ1 — К176ИЕ18,- сдвигающие регистры К176ИР2 — К176ИР10 и некоторые другие.
Логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, НЕ этой серии работают так же, как и аналогичные элементы серии К155.
Интегральная микросхема К176ИД1 (ее обозначение показано на рис. 1,а) — дешифратор на 10 выходов. Он имеет 4 входа для сигналов в коде 1-2-4-8. Выходной сигнал с уровнем 1 появляется на том выходе дешифратора, номер которого в виде десятичного числа выражает состояние входов в двоичном коде. На остальных выходах дешифратора при этом будет уровень 0.
Дешифратор К176ИД1 не имеет специального входа стробирования. При построении дешифраторов с числом выходов более 10 можно использовать для этой цели вход 8, так как сигналы на выходах 0—7 могут появиться лишь при уровне 0 на этом входе. Такой расширенный дешифратор можно собрать по схеме на рис. 2.
Микросхема К176ЛП2 (рис. 1,6) — сумматор по модулю 2 или ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Логика ее работы полностью совпадает с логикой работы микросхемы К155ЛП5 [З].
Полный четырехразрядный сумматор К176ИМ1 (рис. 1,в) по логике работы соответствует микросхеме К155ИМЗ [З].
На входы А1—А4 подают сигналы в двоичном коде одного из суммируемых чисел, на входы В1—В4 — сигналы второго числа (Al, Bl — младшие разряды), а на вход С — сигнал переноса с предыдущего разряда.
На выходах SI—S4 формируются сигналы, соответствующие кодусуммы чисел, а на выходе P — сигнал переноса в следующий разряд. У микросхемы, суммирующей только младшие, разряды многоразрядных двоичных чисел, вход C соединяют с общим проводом.
Интегральная микросхема К176ЛП1 (рис. 1,г) занимает особое место среди комбинационных микросхем серии К176. В нее входят три полевых транзистора с каналом p-типа и столько же — с каналом n-типа.
Соединяя выводы микросхемы, можно получить три отдельных инвертора (рис. 3.а), инвертор с мощным выходом (рис. 3,б), трехвходовый элемент ИЛИ-НЕ (рис. 3,в), трехвходовый элемент И-НЕ (рис. 3,г), отсутствующий в серии элемент ИЛИ-И-НЕ (рис.
3,д) и мультиплексор с двумя входами (рис. 3,е).
Мультиплексор по приведенной схеме пропускает сигнал на выход D с входа А при уровне 1 на входе С или с входа В при уровне 0 на входе С. Причем такой мультиплексор обратим, т. е. при тех же условиях сигнал с выхода D проходит на входы А или В,
Пропускаемый сигнал может быть как цифровым, так и аналоговым. Аналоговый сигнал по амплитуде не должен выходить за допустимые пределы напряжения питания микросхемы.
Сопротивление между входом и выходом открытого канала мультиплексора составляет 100…200 Ом и зависит от напряжения на входе и разности напряжений между входом и выходом.
Для получения малых нелинейных искажений передаваемого сигнала сопротивление нагрузки должно быть не менее 50…100 кОм.
В серию входят три микросхемы счетных триггеров: К176ТВ1, К176ТМ1, К176ТМ2.
Микросхема К176ТВ1 (рис. 1, д) содержит два JK-триггера. Каждый триггер, кроме входов J и K, имеет входы R и S для установки триггера в нулевое или единичное состояние соответственно, а также вход C для тактовых импульсов; При подаче уровня 1 на вход R триггер устанавливается в нулевое состояние, а на вход S — в единичное.
Триггер не переключается при изменении сигналов на J и K входах, играют роль лишь их уровни на этих входах во время спада импульса отрицательной полярности на входе С. Так, если на входах J и K присутствует уровень 1, то каждым спадом импульса отрицательной полярности на тактовом входе С триггер переключается в противоположное состояние.
При уровне 0 на входах J и K состояние триггера импульсами на входе C не изменяется. В случае, если уровень 1 воздействует на вход J, а уровень 0 — на вход K, спад импульса на входе C устанавливает триггер в единичное состояние. Если же на входе J — уровень 0, а на входе K — 1, то спадом импульса на входе С триггер переключается в нулевое состояние.
Интегральная микросхема К176ТМ2 (рис. 1,ж) состоит из двух D-триг-геров. В нулевое и единичное состояния триггеры устанавливаются так же, как и триггеры микросхемы К176ТВ1, при подаче уровней 1 на входы R и S. Спадами тактовых импульсов отрицательной полярности на входе С триггеры переключаются в состояние, соответствующее уровню на входе D, аналогично триггерам в микросхеме K155TM2.
Микросхема К176ТМ1 отличается от K176TM2 только отсутствием входов S (рис. 1,е).
При построении двоичных счетчиков на микросхемах серии К 176 входы С триггеров подключают к инверсным выходам предыдущих триггеров. Схемы декад на микросхемах К176ТВ1 и К176ТМ2, а также временные диаграммы их работы приведены на рис. 4 и 5.
Шестиразрядный двоичный счетчик К176ИЕ1 (рис. 1,з) имеет вход R для установки триггеров счетчика в нулевое состояние (уровнем 1) и вход С для счетных импульсов.
Триггеры микросхемы переключаются спадом импульсов отрицательной полярности на входе С.
В многоразрядных делителях частоты для правильного порядка переключения триггеров входы микросхем К176ИЕ1 подключают к выходам предыдущих через инверторы.
Квартирный страж с памятью посещений (176ИЕ4, 561ЛЕ5)
Практически в любом периодическом издании по электронике сегодня можно встретить рубрику, освещающую новые технологии для систем охраны. Массовое подключение пользователей к сети Интернет также позволяет повторять готовые схемы, не выходя из дома.
Устройство, предлагаемое читателям в этой статье, не публиковалось ранее. Это простая охранная система, позволяющая контролировать открытие двери, на которой установлен чувствительный датчик.
Оно оказывается полезным, когда необходимо следить за несанкционированными посещениями охраняемой территории в отсутствие хозяев.
В городских условиях устройство положительно зарекомендовало себя в коммунальных квартирах, подсобных помещениях и складах коммерческих офисов, когда необходимо контролировать не столько доступ на объект, сколько самих представителей службы охраны.
Структурная схема (рис. 1.10) поясняет принцип действия устройства. Датчик-геркон на размыкание, закрепленный на дверной коробке (магнит закреплен против датчика на самой двери так, чтобы при нормально закрытой двери контакты геркона были замкнуты), при открывании двери (нарушении шлейфа охраны) дает импульс на схему опознавания.
Принципиальная схема блока показана на рис. 1.11. Затем сигнал поступает на устройство опознавания ключа: когда хозяин на месте, ключ вставлен в соответствующий разъем и блокирует дальнейшее прохождение сигнала – сигнализация отключена. Схема опознавания хозяйского ключа (принципиальная схема блока изображена на рис. 1.
12) в отсутствие хозяев коммутирует сигнал от датчика и разрешает включение охранной сигнализации -однотонного звука, равного по длительности времени открытия двери.
Эта же схема регистрирует количество нарушений шлейфа охраняемого объекта и в цифровом виде отображает это количество (от 0 до 99) на цифровом светодиодном индикаторе.
Рис. 1.10
Рис. 1.11
Сигнал о нарушении шлейфа поступает также на узел запоминания состояния (блок фиксации состояния устройства на структурной схеме), который включает прерывистый звуковой сигнал.
Рис. 1.12
Схемотехническое решение таково, что прерывистый сигнал будет звучіать до тех пор, пока вся схема не будет «сброшена». Это можно сделать, кратковременно отключив питание схемы. Если до сброса схемы (проверки состояния охраны хозяином) нарушения шлейфа были неоднократны, все их последовательно зафиксирует цифровой индикатор.
Правила пользования: опознавательный ключ-ответная часть разъема – удаляется из гнезда при уходе хозяина. С этого момента устройство готово реагировать и фиксировать несанкционированные посещения объекта, которые будут отмечены звуковыми сигналами. Хозяин приходит – если сигнала нет, значит цепь охраны в его отсутствие не нарушалась. Если звучит прерывистый сигнал
– цепь охраны нарушалась. Количество открываний двери отображено на цифровом индикаторе. Следует иметь в виду, что открывание и закрывание охраняемой двери будет воспринято системой регистрации посещений как разные вторжения и каждое будет зафиксировано прибавлением еще одной единицы на индикаторе.
Положительные свойства этого устройства: простота схемного решения и сборки; некритичность к напряжению питания и помехам по питанию благодаря использованию МОП-микросхем 561 и 176 серий; нет необходимости в настройке схемы; стабильность и долговечность работы; низкая стоимость элементов и малое время, затраченное на повторение схемы.
Отрицательные свойства схемы: возможность нейтрализовать (сбросить фиксацию нарушения шлейфа охраны) общим отключением электричества (например, при обесточивании всего объекта посредством короткого замыкания или через общий сетевой рубильник). Однако на уровне контроля в коммунальных квартирах и скрытном контроле сотрудников охраны эти методы оправдывают себя.
Рассмотрим работу схемы. Ключ хозяина (рис. 1.12) представляет собой резистор (R6), скрытый внутри корпуса ответной части разъема. Первая часть разъема закреплена в стационарном корпусе, обращенном к внешней стороне от охраняемого помещения. Значение сопротивления ключа R6 играет важную роль.
Если ключ опознан блоком, то питание с устройства сигнализации будет снято. Не обязательно применять резистор сопротивлением 47 кОм, главное, чтобы было выполнено условие R6 = R5. В этом случае на инвертирующий вход ОУ D1.1 поступает примерно половина напряжения питания.
Схема содержит компаратор с гистерезисом, реализованный на основе двух операционных усилителей под одним корпусом (микросхема КР1401УД5). Ключ (сопротивление) идентифицируется путем сравнения с сопротивлением, предварительно заданным модулем декодирования ключа.
То есть, регулируя переменный резистор R2 с подключенным ключом R6, добиваются нейтрализации схемы охраны. Делитель напряжения R1 R2 R3 R4 определяет ширину окна дискриминации компаратора с серединой в значении Un/2, соответствующую падению напряжения на резисторе R3.
Регулируемый переменный резистор R2 позволяет значительно сдвигать середину окна, чтобы она соответствовала напряжению, обусловленному делителем R5 R6. Когда вставлен правильный (хозяйский) ключ, напряжение на входе компаратора находится в пределах окна сравнения. Тогда на выходах обоих операционных усилителей (выв. 1 и 7 D1 ) высокий логический уровень.
Он не проходит через диоды развязки VD1, VD2, однако ключевой каскад на транзисторе VT1 включен благодаря смещению в базу транзистора, задаваемого резистором R7. Светодиод VD4 горит, индицируя состояние ключа. Реле К1 оказывается включенным и его коммутирующие контакты К1.1 разомкнуты – напряжение питания на блоки опознавания датчика и цифровой фиксации не поступает.
При отсутствии в разъеме ключа-резистора R6 (или неверном его сопротивлении) напряжение на входах компаратора (выв. 2 и 5 D1) находится вне окна сравнения и логические состояния выходов операционных усилителей D1.1 и D1.2 противоположны друг другу – на одном выходе лог.
О, на другом – лог. 1. Низкий логический уровень проходит через диод развязки и базовый ток транзистора VT1 замыкается на 0. Транзистор закрывается, реле обесточивается, светодиод VD4 гаснет, контакты К1.
1 замыкаются, подавая питание на схемы звуковой и световой сигнализации и фиксации.
Рассмотрим схему сигнализации и фиксации на рис. 1.11. Хозяина нет – на нее подано напряжение питания. Счетчики D2, D3 – микросхемы К176ИЕ4 – в первый момент времени благодаря цепи R10 С2 R“J 1 обнуляются и готовы к приему информации по тактовым входам С.
Каждое размыкание геркона В1 фронтом импульса будет переключать счетчики и прибавлять +1 к их показаниям. Выход пересчета первого счетчика соединен последовательно с тактовым входом второго. На индикаторах HL1, HL2 будут отображаться числа соответственно 01, 02 и так далее до 99.
Кроме того, сигнал от датчика приходит на триггер на элементах D4.1, D4.2. При первом положительном импульсе на выв. 1 микросхемы К561ЛЕ5
Рис. 1.13
(D4) триггер переключится в другое устойчивое состояние (на выв. 4 D4.1 сигнал изменится с лог. О на лог. 1). Согласно рис. 1.
13 этот положительный сигнал, бесконечный по длительности, пока не будет осуществлен сброс схемы, управляет ключом на транзисторах VT4, VT5 и соответственно узлом звуковой прерывистой сигнализации.
Аналогичный ключ на транзисторах VT2, ѴТЗ включает монотонный звуковой сигнал при размыкании контактов геркона В1.
Блоки звуковой сигнализации на схеме не показаны и могут использоваться любые на напряжения Питания 8…14 В согласно напряжению питания всех схем этого охранного узла. Если нет необходимости в подсчете показаний до 99, можно ограничиться одним счетчиком и одним светодиодным индикатором, например, АЛС324А.
О монтаже и деталях. Элементы схемы монтируют на плате фольгированного гетинакса или на перфорированной монтажной плате. Соединения выполняют проводом типа МГТФ сечением 0,6…0,8 мм.
Все постоянные резисторы типа МЛТ, ОМЛТ-0,125, переменный резистор R2 любой с линейной характеристикой, можно применить и многооборотистый переменный резистор типа СП5-1В. Оксидные конденсаторы любые. Транзистор VT1 можно заменить на КТ605(А, Б).
Транзисторы VT2, VT4 можно заменить на КТ315, КТ503, КТ504 с любым буквенным индексом. Все диоды можно заменить на маломощные серий Д220, КД521 и аналогичные. Светодиод VD4 при желании можно из схемы исключить, закоротив его выводы.
Реле К1 применяется любое маломощное на напряжение питания 8…14 В с контактами на размыкание, например РЭС48А (паспорт РС4590.216) или РЭС 15 (паспорт 003 или 014.058). Схему монтируют в пластмассовом корпусе, который утапливают в стене и закрывают декоративной панелью. В панели делают вырезы для индикаторов НИ, HL2.
Провода питания и соединения с датчиком В1 монтируют через малогабаритный разъем МРН22-2 или аналогичный. Для подсоединения опознавательного ключа используют любой разъем, в том числе пятиконтактный магнитофонный. Система питается любым нестабилизированным трансформаторным источником с напряжением от 8 до 14 В.
Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов – Радиолюбителям схемы, Москва 2008
freshgeek.ru
Стенд для проверки счетчиков К176ИЕ4
РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Защита и контроль >Стенд для проверки счетчиков К176ИЕ4
Прошу за хвост не дергать! Лет 20 ничего не собирал, иногда лишь ремонтировал разную быттехнику.
А недавно обратился за помощью старый друг. Он авиамоделист. И для настройки аппаратуры радиоуправления нужен ему частотомер.
С микроконтроллерами я еще дел не имел, а из рассыпухи в наличии мешок и торбочка б/у микросхем и светодиодных индикаторов. Прежде чем что-то паять – необходимо все это добро проверить. 176 серия очень боится статики. Да и АЛСы 84г выпуска …
Проверить исправность счетчиков и индикаторов вроде не сложно, хоть на макетке проводочками. Но дело это муторное и отдать кучу вечеров на проверку как-то глупо – март на дворе, самый наш месяц! Поэтому решено было собрать простенький стенд с панельками.
Чтобы долго не ломать голову над схемой, решил использовать оставшуюся со времен развала Союза м/сх от кнопочного телефона
КР1008ВЖ1. Схему позаимствовал в (1).
При включении питания на индикаторе высвечивается “0”. При нажатии на кнопку “1”-“0”, с выхода 12 ВЖ1 импульсы через согласующие транзисторы VT1 и VT3 поступают на вход “С” ИЕ4. И, если м/сх исправна, на индикаторе высветится число, соответствующее нажатой кнопке. Причем в такт поступающим импульсам будет мигать точка на индикаторе. Импульсом с вывода 18 ВЖ1 производится сброс счетчика по входу R (вывод 5 ИЕ4) перед началом следующей пачки импульсов. Частота подстраивается резистором R2. Хотя влияние его незначительно (мигание точки хорошо различимо) и можно вместо R2, R3 впаять резистор на 270-300кОм. Схема исправлена, работает. Вся наладка сводится к подбору R1 – устанавливаем напряжение на стабилитроне VD1 3,9V в зависимости от U питания. (Так как схема универсальная, ее можно использовать для проверки любых серий м/сх, согласовав питание и величины логических”0″ и “1”. И, естественно, схемы подключения счетчиков.)
Собираем устройство на печатной плате, впаиваем вместо м/сх и индикатора панельки и можем теперь заняться проверкой.
Вот готовое устройство в работе:
(Прошу прощения за качество снимка – было уже темновато, а снимал на мобильный.)
При выключеном питании (!), устанавливаем в панельки мсх и индикатор. Если не светится один из сегментов индикатора, возможно где-то плохой контакт. Т.к. детали мы проверяем б/у, возможно на выводах остался канифоль или еще что, поэтому желательно перед проверкой пройтись по ним паяльником. Мне попался один АЛС, у которого работали лишь три сегмента из 8, во как! Хотя прозванивались все!
Литература:
1. А.Кизлюк Справочник по устройству и ремонту телефонных аппаратов зарубежного и отечественного производства 2003г.стр183
2. А.Нефедов Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги Т.7 2000г.
В архиве схема и печатка.
PS. На проверку полусотни микросхем и десятка индикаторов ушло всего пол часа.Но какое удовольствие получил от сборки сего устройства!Помнят ручки т.е лапки,помнят, золотые!(После 20-летнего перерыва!)Теперь на очереди частотомер.
Файлы:
архив .rar
Все вопросы в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
цифровые микросхемы – начинающим ( занятие_10 ) CAVR.ru
Рассказать в:ЦИФРОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ (занятие №10)
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 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 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.
Раздел: [Теоретические материалы]
Сохрани статью в:
Оставь свой комментарий или вопрос:
www.cavr.ru
