Visi žino, kodėl egzistuoja mikroskaičiuotuvas, tačiau pasirodo, kad be matematinių skaičiavimų jis gali ir kur kas daugiau. Atkreipkite dėmesį, kad jei paspausite mygtuką „1“, tada „+“ ir „=“, tada kiekvieną kartą paspaudus mygtuką „=“, skaičius ekrane padidės vienu. Kodėl gi ne skaitmeninis skaitiklis?

Jei prie „=“ mygtuko prilituojami du laidai, jie gali būti naudojami kaip skaitiklio įvestis, pavyzdžiui, apvijų mašinos posūkių skaitiklis. Galų gale, skaitiklis taip pat gali būti apverčiamas, pirmiausia turite surinkti numerį ekrane, pavyzdžiui, ritės apsisukimų skaičių, tada paspauskite mygtuką „-“ ir mygtuką „1“; . Dabar kiekvieną kartą paspaudus „=“ skaičius sumažės vienu.

Tačiau reikia jutiklio. Paprasčiausias variantas yra nendrinis jungiklis (1 pav.). Nendrinį jungiklį sujungiame laidais lygiagrečiai su „=“ mygtuku, pats nendrinis jungiklis stovi ant stacionarios apvijos mašinos dalies, o magnetą pritvirtiname prie kilnojamosios, kad per vieną ritės apsisukimą magnetas praeitų. vieną kartą prie nendrinio jungiklio, todėl jis užsidaro.

Tai viskas. Turite apvynioti ritę, padaryti „1+“ ir tada su kiekvienu apsisukimu, tai yra, su kiekvienu apsisukimu ekrano rodmenys padidės vienu. Turite išvynioti ritę - mikroskaičiuotuvo ekrane įveskite ritės apsisukimų skaičių ir padarykite „-1“, tada su kiekvienu ritės išvyniojimo apsisukimu ekrano rodmenys sumažės vienu.

1 pav. Nendrinio jungiklio prijungimo prie skaičiuotuvo schema.

Ir, tarkime, reikia išmatuoti didelį atstumą, pavyzdžiui, kelio ilgį, žemės sklypo dydį, maršruto ilgį. Imame įprastą dviratį. Teisingai – prie šakės pritvirtiname nemetalinį laikiklį su nendriniu jungikliu, o magnetą pritvirtiname prie vieno iš dviračio rato stipinų. Tada išmatuojame rato perimetrą ir išreiškiame metrais, pavyzdžiui, rato perimetras yra 1,45 metro, todėl renkame „1,45+“, po kurio su kiekvienu rato apsisukimu ekrano rodmenys padidės 1,45 metro, o dėl to ekrane bus rodomas dviračio nuvažiuotas atstumas metrais.

Jei turite sugedusį kinišką kvarcinį žadintuvą (dažniausiai jų mechanizmas nėra labai patvarus, bet elektroninė plokštė labai patikima), galite paimti iš jo plokštę ir pagal 2 pav. parodytą schemą padaryti iš chronometrą. tai ir skaičiuotuvas.

Maitinimas žadintuvo plokštei tiekiamas per parametrinį stabilizatorių ant HL1 šviesos diodo (LED turi turėti 1,4–1,7 V tiesioginę įtampą, pavyzdžiui, raudonas AL307) ir rezistorių R2.

Impulsai generuojami iš laikrodžio mechanizmo žingsninio variklio valdymo impulsų (ritės turi būti atjungtos, plokštė naudojama savarankiškai). Šie impulsai keliauja per diodus VD1 ir VD2 į tranzistoriaus VT1 pagrindą. Signalizacijos plokštės maitinimo įtampa yra tik 1,6 V, o impulsų lygiai žingsninio variklio išėjimuose yra dar mažesni.

Kad grandinė tinkamai veiktų, reikalingi diodai su žema tiesiogine įtampa, pvz., VAT85 arba germanis.

Šie impulsai patenka į tranzistoriaus jungiklį VT1 ir VT2. Kolektoriaus grandinėje VT2 yra mažos galios relės K1 apvija, kurios kontaktai yra sujungti lygiagrečiai su mikroskaičiuotuvo „=“ mygtuku. Kai yra +5V galia, relės K1 kontaktai užsidarys 1 Hz dažniu.

Norėdami paleisti chronometrą, pirmiausia turite atlikti veiksmą „1+“, tada jungikliu S1 įjunkite impulsų formavimo grandinės maitinimą. Dabar kiekvieną sekundę ekrano rodmenys padidės vienu.

Norėdami sustabdyti skaičiavimą, tiesiog išjunkite impulsų formuotojo maitinimą naudodami jungiklį S1.

Norėdami sumažinti sumažinimo skaičių, pirmiausia turite įvesti pradinį sekundžių skaičių mikroskaičiuotuvo ekrane, tada atlikti veiksmą „-1“ ir jungikliu S1 įjungti impulsų formuotojo maitinimą. Dabar su kiekviena sekunde ekrano rodmenys mažės vienu, o iš jų bus galima spręsti, kiek laiko liko iki tam tikro įvykio.

2 pav. Kinijos pakabos pavertimo chronometru schema.

3 pav. IR spindulių sankirtos skaitiklio schema naudojant skaičiuotuvą.

Jei naudojate infraraudonųjų spindulių foto jutiklį, veikiantį spindulio sankirtoje, mikroskaičiuotuvą galite pritaikyti skaičiuoti kai kuriuos objektus, pavyzdžiui, dėžes, judančias palei konvejerio juostą, arba sumontavę jutiklį praėjime suskaičiuoti į patalpą įeinančius žmones. .

IR atspindžio jutiklio, skirto darbui su mikroskaičiuotuvu, schema parodyta 3 paveiksle.

IR signalo generatorius pagamintas iš A1 tipo lusto „555“ (integruotas laikmatis) Tai impulsų generatorius, kurio dažnis yra 38 kHz, kurio išvestyje įjungiamas infraraudonųjų spindulių šviesos diodas. Generavimo dažnis priklauso nuo C1-R1 grandinės, kai pasirenkate rezistorių R1, mikroschemos išvesties dažnį (3 kištuką) reikia nustatyti iki 38 kHz. HL1 šviesos diodas dedamas vienoje praėjimo pusėje, ant jo uždedamas nepermatomas vamzdelis, kuris turi būti tiksliai nukreiptas į fotodetektorių.

Fotodetektorius pagamintas ant HF1 lusto - tai standartinis integruotas TSOP4838 tipo fotodetektorius, skirtas televizorių ir kitos buitinės technikos nuotolinio valdymo sistemoms. Kai HL1 spindulys patenka į šį fotodetektorių, jo išvestis yra lygi nuliui. Nesant sijos – vienas.

Taigi tarp HL1 ir HF1 nėra nieko - relės K1 kontaktai yra atidaryti, o bet kurio objekto praėjimo momentu relės kontaktai yra uždaryti. Jei atliksite veiksmą „1+“ su mikroskaičiuotuvu, tada kiekvieną kartą perėjus objektui tarp HL1 ir HF1, mikroskaičiuotuvo ekrano rodmenys padidės vienu ir iš jų galėsite nuspręsti, kiek dėžių buvo išsiųsta arba kiek žmonių įėjo. .

Kryukovas M.B. RK-2016-01.

Veikimo principas

Pradinė būsena yra nulinis lygis visuose trigerio išėjimuose (Q 1 – Q 3), t.y. skaitmeninis kodas 000. Šiuo atveju reikšmingiausias skaitmuo yra išėjimas Q 3. Norint perkelti visus šlepetus į nulinę būseną, sujungiami R šlepečių įėjimai ir jiems taikomas reikiamas įtampos lygis (t. y. impulsas, kuris atstato šlepetus). Tai iš esmės yra atstatymas. C įvestis gauna laikrodžio impulsus, kurie padidina skaitmeninį kodą vienu, t.y., atėjus pirmajam impulsui, pirmasis trigeris persijungia į būseną 1 (kodas 001), atėjus antrajam impulsui, antrasis trigeris persijungia į 1 būseną, o pirmasis nurodo 0 (kodas 010), tada trečias ir tt Dėl to toks įrenginys gali suskaičiuoti iki 7 (kodas 111), nes 2 3 – 1 = 7. Kai visi trigerių išėjimai yra nustatyti į vienetus, jie sako, kad skaitiklis perpildytas. Atėjus kitam (devintam) impulsui, skaitiklis nusistatys į nulį ir viskas prasidės nuo pradžių. Grafikuose trigerinių būsenų pokyčiai vyksta su tam tikru vėlavimu t h. Trečiame skaitmenyje uždelsimas jau trigubinamas. Vėlavimas, kuris didėja didėjant bitų skaičiui, yra skaitiklių su nuosekliuoju perdavimu trūkumas, kuris, nepaisant jų paprastumo, riboja jų naudojimą įrenginiuose su nedideliu bitų skaičiumi.

Skaitiklių klasifikacija

Skaitikliai – prietaisai, skirti skaičiuoti jų įvestyje gautų impulsų (komandų) skaičių, saugoti ir saugoti skaičiavimo rezultatą bei šį rezultatą išduoti. Pagrindinis skaitiklio parametras yra skaičiavimo modulis (talpa) Kc. Ši reikšmė lygi stabilių skaitiklio būsenų skaičiui. Atėjus Kc impulsams, skaitiklis grįžta į pradinę būseną. Dvejetainiams skaitikliams Kс = 2 m, kur m yra skaitiklio bitų skaičius.

Be Kc, svarbios skaitiklio charakteristikos yra didžiausias skaičiavimo dažnis fmax ir nusistovėjimo laikas tset, kurie apibūdina skaitiklio greitį.

Tst yra perėjimo proceso, kai skaitiklis perjungiamas į naują būseną, trukmė: tset = mttr, kur m yra skaitmenų skaičius, o ttr yra trigerio perjungimo laikas.

Fmax yra didžiausias įvesties impulsų dažnis, kuriam esant impulsas neprarandamas.

Pagal operacijos tipą:

– Sumavimas;

– Subtractive;

– Grįžtamasis.

Sumavimo skaitiklyje kiekvieno įvesties impulso atėjimas padidina skaičiavimo rezultatą vienu, atimtiniame skaitiklyje sumažina vienu; Atbulinės eigos skaitikliuose gali būti sumuojama ir atimama.

Pagal struktūrinę organizaciją:

– nuoseklus;

– lygiagretus;

– serija-lygiagreti.

Serijiniame skaitiklyje įvesties impulsas tiekiamas tik į pirmojo skaitmens įvestį, ankstesnio skaitmens išvesties impulsas tiekiamas į kiekvieno paskesnio skaitmens įvestis.

Lygiagrečiame skaitiklyje, atėjus kitam skaičiavimo impulsui, trigerių perjungimas pereinant į naują būseną vyksta vienu metu.

Serijinė lygiagreti grandinė apima abi ankstesnes parinktis.

Būsenos pasikeitimų tvarka:

– su natūralia skaičiavimo tvarka;

– su savavališka skaičiavimo tvarka.

Modulų skaičiavimas:

– dvejetainis;

– ne dvejetainis.

Dvejetainio skaitiklio skaičiavimo modulis yra Kc=2, o ne dvejetainio skaitiklio skaičiavimo modulis yra Kc= 2m, kur m – skaitiklio bitų skaičius.

Sumuojantis serijos skaitiklis

1 pav. Sumuojantis serijinis 3 bitų skaitiklis.

Šio skaitiklio paleidiklius suveikia krentantis skaičiavimo impulso kraštas. Skaitiklio aukšto skaitmens įėjimas yra prijungtas prie žemo gretimo skaitmens tiesioginio išėjimo (Q). Tokio skaitiklio veikimo laiko schema parodyta 2 pav. Pradiniu laiko momentu visų šleifų būsenos atitinkamai lygios log.0, jų tiesioginiuose išėjimuose yra log.0. Tai pasiekiama naudojant trumpalaikį žurnalą.0 taikomas asinchroninio šlepečių nustatymo į logą įvestims.0. Bendrą skaitiklio būseną galima apibūdinti dvejetainiu skaičiumi (000). Skaičiuojant logika 1 palaikoma asinchroninio trigerio instaliacijos įėjimuose žurnale.1. Atėjus pirmojo impulso galinei briaunai, 0 bitas persijungia į priešingą būseną – log.1. Skaičiavimo impulso priekinis kraštas pasirodo 1 bito įvestyje. Skaitiklio būsena (001). Į skaitiklio įvestį atėjus antrojo impulso krintančios briaunos, 0 bitas persijungia į priešingą būseną – log.0, o 1 bito įėjime atsiranda krentančioji skaičiavimo impulso briauna, kuri persijungia. 1 bitas į žurnalą.1. Bendra skaitiklio būsena yra (010). Kitas krintantis kraštas 0 bitų įvestyje nustatys jį į logiką 1 (011) ir kt. Taigi skaitiklis kaupia įvesties impulsų, patenkančių į jo įvestį, skaičių. Kai į jo įvestį patenka 8 impulsai, skaitiklis grįžta į pradinę būseną (000), o tai reiškia, kad šio skaitiklio skaičiavimo koeficientas (CFC) yra 8.

Ryžiai. 2. Serijinio papildymo skaitiklio laiko schema.

Atimtinis serijinis skaitiklis

Šio skaitiklio paleidiklius suveikia krintantis kraštas. Norint įgyvendinti atimties operaciją, aukščiausios eilės skaitmens skaičiavimo įvestis yra prijungta prie gretimo žemos eilės skaitmens atvirkštinės išvesties. Trigeriai iš anksto nustatyti į log.1 (111). Šio skaitiklio veikimas parodytas laiko diagramoje Fig. 4.

Ryžiai. 1 Serijinis atimties skaitiklis

Ryžiai. 2 Nuosekliojo atimančiojo skaitiklio laiko diagrama

Atverčiamas serijos skaitiklis

Norint įgyvendinti aukštyn/žemyn skaitiklį, būtina derinti sudėjimo skaitiklio ir atėmimo skaitiklio funkcijas. Šio skaitiklio schema parodyta fig. 5. Skaičiavimo režimui valdyti naudojami „sumos“ ir „skirtumo“ signalai. Sumavimo režimui „suma“ = log.1, „0“ yra trumpalaikis log.0; "skirtumas" = log.0, "1" - trumpalaikis log.0. Šiuo atveju elementai DD4.1 ir DD4.3 leidžia tiekti signalus iš tiesioginių trigerių DD1.1, DD1.2 išėjimų į trigerių DD1.2, DD2.1 laikrodžio įvestis per elementus DD5.1 ir DD5.2 atitinkamai. Šiuo atveju elementai DD4.2 ir DD4.4 yra uždari, jų išėjimuose yra log 0, todėl atvirkštinių išėjimų veikimas niekaip neįtakoja šliaužtinukų DD1.2 skaičiavimo įėjimų, DD2.1. Taigi įgyvendinama sumavimo operacija. Norint įgyvendinti atimties operaciją, į „sumos“ įvestį tiekiamas log.0, o į „skirtumo“ įvestį – log.1. Šiuo atveju elementai DD4.2, DD4.4 leidžia signalus iš atvirkštinių trigerių DD1.1, DD1.2 išėjimų tiekti į elementų DD5.1, DD5.2 įvestis ir atitinkamai į skaičiavimą. trigerių DD1.2, DD2.1 įėjimai. Šiuo atveju elementai DD4.1, DD4.3 yra uždaryti ir signalai iš trigerių DD1.1, DD1.2 tiesioginių išėjimų niekaip neįtakoja trigerių DD1.2, DD2 skaičiavimo įėjimų. 1. Taigi, atimties operacija yra įgyvendinta.

Ryžiai. 3 Serijos aukštyn/žemyn 3 bitų skaitiklis

Norėdami įdiegti šiuos skaitiklius, taip pat galite naudoti paleidiklius, kuriuos įjungia didėjantis skaičiavimo impulsų kraštas. Tada sumuojant signalas iš gretimo žemos eilės bito atvirkštinio išėjimo turi būti tiekiamas į aukščiausio skaitmens skaičiavimo įvestį, o atimant, atvirkščiai, skaičiavimo įėjimas turi būti prijungtas prie tiesioginio išėjimo.

Serijinio skaitiklio trūkumas yra tas, kad didėjant bitų gyliui, šio skaitiklio diegimo laikas (tset) proporcingai didėja. Privalumas yra įgyvendinimo paprastumas.

Ryžiai. 3 – atbulinės eigos skaitiklis

Yra du impulsų skaičiavimo įėjimai: „+1“ – padidinimui, „-1“ – sumažinimui. Atitinkama įvestis (+1 arba -1) yra prijungta prie įvesties C. Tai galima padaryti naudojant ARBA grandinę, jei įdedate ją prieš pirmąjį apverstą (elemento išvestis yra į pirmojo apvertimo įvestį -flop, įėjimai yra į autobusus +1 ir -1). Keisti dalykai tarp trigerių (DD2 ir DD4) vadinami AND-OR elementu. Šis elementas susideda iš dviejų AND elementų ir vieno OR elemento, sujungtų viename korpuse. Pirmiausia logiškai padauginami šio elemento įvesties signalai, tada logiškai pridedamas rezultatas.

IR-ARBA elemento įėjimų skaičius atitinka skaitmens skaičių, t.y. jei trečias skaitmuo, tai trys įėjimai, ketvirtasis - keturi ir tt Loginė grandinė yra dviejų padėčių jungiklis, valdomas tiesioginiu arba atvirkštiniu ankstesnio trigerio išvestis. Prie žurnalo. 1 tiesioginiame išėjime, skaitiklis skaičiuoja impulsus iš „+1“ magistralės (jei jie atvyksta, žinoma), su žurnalu. 1 atvirkštiniame išėjime – iš „-1“ magistralės. IR elementai (DD6.1 ir DD6.2) sudaro perdavimo signalus. Kai išėjimas >7, signalas generuojamas, kai išvestyje yra kodas 111 (skaičius 7) ir laikrodžio impulsas yra magistralėje +1<0 сигнал формируется при коде 000 и наличии тактового импульса на шине -1.

Visa tai, žinoma, yra įdomu, bet gražiau atrodo mikroschemų dizaine:

Ryžiai. 4 Keturių bitų dvejetainis skaitiklis

Čia yra įprastas iš anksto nustatytas matuoklis. CT2 reiškia, kad skaitiklis yra dvejetainis, tada nustatomas CT10, jei jis yra dvejetainis dešimtainis, tai yra CT2/10. Įėjimai D0 – D3 vadinami informacijos įvestimis ir naudojami bet kokiai dvejetainei būsenai įrašyti į skaitiklį. Ši būsena bus rodoma jos išvestyje ir nuo jos prasidės atgalinis skaičiavimas. Kitaip tariant, tai yra iš anksto nustatyti įėjimai arba tiesiog išankstiniai nustatymai. Įvestis V naudojama kodo įrašymui įvestis D0 – D3 arba, kaip sakoma, įjungti išankstinį nustatymą. Ši įvestis taip pat gali būti pažymėta kitomis raidėmis. Preliminarus įrašymas į skaitiklį atliekamas, kai siunčiamas rašymo įjungimo signalas tuo momentu, kai impulsas patenka į įėjimą C. Įėjimas C yra fiksuojamas. Čia stumiami impulsai. Trikampis reiškia, kad skaitiklį suveikia pulso kritimas. Jei trikampis pasuktas 180 laipsnių kampu, t.y. nugara link raidės C, tada jį suveikia impulso kraštas. Įvestis R naudojama skaitikliui iš naujo nustatyti, t. y. kai šiam įėjimui taikomas impulsas, visuose skaitiklio išėjimuose nustatomi žurnalai. 0. PI įvestis vadinama pernešimo įvestimi. Išvestis p vadinama nešiojimo išvestimi. Šiame išėjime generuojamas signalas, kai skaitiklis persipildo (kai visi išėjimai nustatyti į loginį 1). Šis signalas gali būti taikomas kito skaitiklio pernešimo įėjimui. Tada, kai pirmasis skaitiklis persipildys, antrasis persijungs į kitą būseną. 1, 2, 4, 8 išėjimai yra tiesiog išėjimai. Jie generuoja dvejetainį kodą, atitinkantį impulsų, gautų į skaitiklio įvestį, skaičių. Jei išvadose yra apskritimai, o tai nutinka daug dažniau, tada jie yra atvirkštiniai, t. y. vietoj log. 1 pateikiamas žurnalas. 0 ir atvirkščiai. Skaitiklių veikimas kartu su kitais prietaisais bus išsamiau aptartas vėliau.

Lygiagretusis sumatorius

Šio skaitiklio veikimo principas yra tas, kad įvesties signalas, turintis skaičiavimo impulsus, vienu metu taikomas visiems šio skaitiklio bitams. O skaitiklio nustatymą į log.0 arba log.1 būseną valdo valdymo grandinė. Šio skaitiklio grandinė parodyta 6 pav

Ryžiai. 4 Lygiagretus akumuliacinis skaitiklis

Skaitiklio bitai yra trigeriai DD1, DD2, DD3.

Valdymo grandinė – elementas DD4.

Šio skaitiklio pranašumas yra trumpas montavimo laikas, kuris nepriklauso nuo skaitiklio skaitmenų talpos.

Trūkumas yra grandinės sudėtingumas, nes didėja skaitiklio talpa.

Lygiagretus nešiojimo skaitikliai

Norint padidinti našumą, naudojamas būdas vienu metu generuoti perdavimo signalą visiems bitams. Tai pasiekiama įvedant AND elementus, per kuriuos laikrodžio impulsai iš karto siunčiami į visų skaitiklio bitų įvestis.

Ryžiai. 2 – Lygiagretaus perdavimo skaitiklis ir jo veikimą paaiškinantys grafikai

Viskas aišku su pirmuoju paleidikliu. Laikrodžio impulsas pereis į antrojo trigerio įvestį tik tada, kai pirmojo trigerio išvestyje yra žurnalas. 1 (IR grandinės ypatybė), o į trečiosios įvestį - kai pirmųjų dviejų išėjimuose yra žurnalas. 1 ir tt Trečiojo trigerio atsako delsa yra tokia pati kaip ir pirmojo. Toks skaitiklis vadinamas lygiagrečiuoju skaitikliu. Kaip matyti iš diagramos, didėjant bitų skaičiui, didėja žurnalų skaičius. AND elementai, ir kuo aukštesnis rangas, tuo daugiau elemento įvesčių. Tai yra tokių skaitiklių trūkumas.

Scheminės diagramos kūrimas

Pulso formuotojas

Impulsų formavimo įtaisas yra įtaisas, būtinas norint pašalinti kontaktų atšokimą, kuris atsiranda uždarius mechaninius kontaktus, o tai gali sukelti netinkamą grandinės veikimą.

9 paveiksle parodytos mechaninių kontaktų impulsų formuotojų diagramos.

Ryžiai. 9 Impulsų formuotojai iš mechaninių kontaktų.

Ekrano blokas

Skaičiavimo rezultatui rodyti turi būti naudojami šviesos diodai. Norėdami atlikti tokį informacijos išvedimą, galite naudoti paprasčiausią schemą. LED ekrano bloko schema parodyta 10 pav.

Ryžiai. 10 LED ekranas.

CCS (kombinuotos valdymo grandinės) kūrimas

Norėdami įdiegti šį skaitiklį iš K555 mikroschemų serijos TTLSh, pasirinkau:

dvi K555TV9 mikroschemos (2 JK trigeriai su montavimu)

viena K555LA4 mikroschema (3 3I-NOT elementai)

dvi K555LA3 mikroschemos (4 2I-NOT elementai)

vienas K555LN1 lustas (6 inverteriai)

Šie lustai suteikia minimalų paketų skaičių spausdintinėje plokštėje.

Skaitiklio blokinės schemos sudarymas

Blokinė schema – skaitiklio blokų rinkinys, kuris atlieka tam tikrą funkciją ir užtikrina normalų skaitiklio veikimą. 7 paveiksle parodyta skaitiklio blokinė schema.

Ryžiai. 7 Skaitiklio blokinė schema

Valdymo blokas atlieka signalo siuntimo ir trigerių valdymo funkciją.

Skaičiavimo blokas skirtas pakeisti skaitiklio būseną ir išsaugoti šią būseną.

Ekrano blokas rodo informaciją, skirtą vizualiniam suvokimui.

Skaitiklio funkcinės schemos sudarymas

Funkcinė schema – vidinė skaitiklio struktūra.

Nustatykime optimalų trigerių skaičių ne dvejetainiam skaitikliui, kurio skaičiavimo koeficientas Kc=10.

M = log 2 (Kc) = 4.

M = 4 reiškia, kad įgyvendinant dvejetainį dešimtainį skaitiklį, reikia 4 šliaužtinukų.

Paprasčiausi vienaženkliai impulsų skaitikliai

Paprasčiausias vieno skaitmens impulsų skaitiklis gali būti JK šleifas ir D flip-flop, veikiantis skaičiavimo režimu. Jis skaičiuoja įvesties impulsus modulo 2 – kiekvienas impulsas perjungia trigerį į priešingą būseną. Vienas trigeris suskaičiuoja iki dviejų, du nuosekliai sujungti – iki keturių, n trigerių – iki 2n impulsų. Skaičiavimo rezultatas generuojamas tam tikru kodu, kuris gali būti išsaugotas skaitiklio atmintyje arba nuskaitytas kitu skaitmeniniu dekoderio įrenginiu.

Paveikslėlyje parodyta trijų bitų dvejetainio impulsų skaitiklio, sukurto ant JK flip-flop ax K155TB1, grandinė. Sumontuokite tokį skaitiklį ant duonos plokštės ir prijunkite LED (arba tranzistorių - su kaitinimo lempa) indikatorius prie tiesioginių trigerių išėjimų, kaip buvo padaryta anksčiau. Taikyti impulsų seriją, kurios pasikartojimo dažnis yra 1 ... 2 Hz, iš bandymo generatoriaus į skaitiklio pirmojo trigerio įvestį C ir nubrėžkite skaitiklio veikimą, naudodami indikatorių šviesos signalus.

Jei pradiniu momentu visi skaitiklio trigeriai buvo nulinėje būsenoje (galite nustatyti mygtukų jungiklį SB1 „Set.0“, įjungdami žemo lygio įtampą trigerių įėjime R), tada sumažėjus pirmasis impulsas (45.6 pav.) trigeris DD1 persijungs į viengubą būseną – jo tiesioginiame išėjime atsiras aukštas įtampos lygis (45 pav., c). Antrasis impulsas perjungs DD1 trigerį į nulinę būseną, o DD2-B – į vienintelę būseną (45 pav., d). Kai trečiasis impulsas krenta, trigeriai DD1 ir DD2 bus vienos būsenos, o trigeris DD3 vis tiek bus nulinės būsenos. Ketvirtasis impulsas pirmuosius du trigerius perjungs į nulinę būseną, o trečiasis – į vieną būseną (45 pav., d). Aštuntas impulsas perjungs visus trigerius į nulinę būseną. Kai nukris devintas įvesties impulsas, prasidės kitas trijų skaitmenų impulsų skaitiklio veikimo ciklas.

Studijuojant grafikus nesunku pastebėti, kad kiekvienas aukštas skaitiklio skaitmuo nuo žemo skiriasi dvigubu skaičiavimo impulsų skaičiumi. Taigi impulsų periodas pirmojo trigerio išėjime yra 2 kartus didesnis nei įvesties impulsų periodas, antrojo trigerio išėjime - 4 kartus, trečiojo trigerio išėjime - 8 kartus. Skaitmeninių technologijų kalba toks skaitiklis veikia 1-2-4 svorio kodu. Čia terminas „svoris“ reiškia informacijos kiekį, kurį skaitiklis gauna po to, kai nustato jo trigerius į nulinę būseną. Skaitmeninės technologijos įrenginiuose ir prietaisuose plačiausiai naudojami keturių skaitmenų impulsų skaitikliai, veikiantys svorio kodu 1-2-4-8. Dažnio dalikliai skaičiuoja įvesties impulsus iki tam tikros būsenos, nurodytos skaičiavimo koeficientu, o tada suformuoja trigerio perjungimo signalą į nulinę būseną, vėl pradeda skaičiuoti įvesties impulsus iki nurodyto skaičiavimo koeficiento ir pan.

Paveikslėlyje pavaizduota daliklio su skaičiavimo koeficientu 5, sukurto ant JK šlepetės, veikimo schema ir grafikai Čia jau pažįstamas trijų bitų dvejetainis skaitiklis yra papildytas 2-NOT DD4.1 loginiu elementu. kuris nustato skaičiavimo koeficientą 5. Būna taip. Per pirmuosius keturis įvesties impulsus (nustačius trigerius į nulinę būseną naudojant SB1 mygtuką „Nustatyti 0“) įrenginys veikia kaip įprastas dvejetainis impulsų skaitiklis. Šiuo atveju viename arba abiejuose elemento DD4.1 įėjimuose veikia žemos įtampos lygis, todėl elementas yra vienos būsenos.

Sumažėjus penktajam impulsui, pirmojo ir trečiojo trigerių tiesioginiame išėjime, taigi ir abiejuose DD4.1 elemento įėjimuose, atsiranda aukštos įtampos lygis, perjungiant šį loginį elementą į nulinę būseną. Šiuo metu jo išvestyje susidaro trumpas žemo lygio impulsas, kuris per diodą VD1 perduodamas į visų šlepečių R įėjimą ir perjungiamas į pradinę nulinę būseną.

Nuo šio momento prasideda kitas skaitiklio operacijos ciklas. Rezistorius R1 ir diodas VD1, įvesti į šį skaitiklį, yra būtini tam, kad elemento DD4.1 išėjimas nebūtų trumpinamas į bendrą laidą.

Tokio dažnio daliklio veikimą galite patikrinti įvesdami 1 ... 2 Hz dažnio impulsus į jo pirmojo trigerio įvestį C ir prijungdami šviesos indikatorių prie DD3 trigerio išvesties.

Praktiškai impulsų skaitiklių ir dažnio daliklių funkcijas atlieka specialiai suprojektuotos mikroschemos su dideliu integracijos laipsniu. Pavyzdžiui, K155 serijoje tai yra skaitikliai K155IE1, K155IE2, K155IE4 ir kt.

Radijo mėgėjų kūrime plačiausiai naudojami K155IE1 ir K155IE2 mikroschemos. Įprasti šių skaitiklių mikroschemų grafiniai simboliai su jų išėjimų numeracija parodyti pav. 47.

Mikroschema K155IE1 (47a pav.) vadinama dešimties dienų impulsų skaitikliu, tai yra skaitikliu, kurio skaičiavimo koeficientas yra 10. Jame yra keturi nuosekliai sujungti trigeriai. Mikroschemos išėjimas (5 kontaktas) yra jo ketvirtojo paleidimo išvestis. Visi šleifai nustatomi į nulinę būseną, tuo pačiu metu tiekiant aukšto lygio įtampą abiem įėjimams R (1 ir 2 kontaktai), sujungti pagal AND elementų grandinę (simbolis „&“). Skaičiavimo impulsai, kurių lygis turi būti žemas, gali būti nukreipti į įėjimus C, sujungtus kartu (8 ir 9 kaiščiai), taip pat sujungti išilgai I. arba vienam iš jų, jei šiuo metu antrasis turi aukštą įtampos lygį. Kas dešimtą įvesties impulsą skaitiklis generuoja žemo lygio impulsą, kurio trukmė yra lygi įvesties impulso trukmei. Lustas K155IE2 (48b pav.)

Dvejetainis dešimtainis keturių skaitmenų skaitiklis. Jis taip pat turi keturis šlepetus, tačiau pirmasis turi atskirą C1 įvestį (14 kontaktas) ir atskirą tiesioginį išėjimą (12 kontaktas). Kiti trys trigeriai yra sujungti vienas su kitu taip, kad sudarytų daliklį iš 5. Kai pirmojo trigerio išėjimas (12 kontaktas) yra prijungtas prie likusių trigerių grandinės įėjimo C2 (kontaktas 1), mikroschema tampa daliklis iš 10 (48 pav., a), veikiantis kodu 1 -2-4-8, ką simbolizuoja skaičiai mikroschemos grafinio žymėjimo išėjimuose. Norint nustatyti skaitiklio paleidiklius į nulinę būseną, abiem įėjimams R0 (2 ir 3 kontaktams) taikoma aukšto lygio įtampa.

Du kombinuoti įėjimai R0 ir keturi atskiriamieji mikroschemos K155IE2 išėjimai leidžia sukurti dažnio daliklius su padalijimo koeficientais nuo 2 iki 10 be papildomų elementų, pavyzdžiui, jei prijungiate 12 ir 1, 9 ir 2, 8 n 3 kaiščius. 48, 6), tada skaičiavimo koeficientas bus 6, o jungiant kaiščius 12 ir 1, 11. 2 ir 3 (48 pav., c) skaičiavimo koeficientas taps 8. Ši K155IE2 mikroschemos savybė leidžia ją naudoti ir kaip dvejetainį impulsų skaitiklį, ir kaip dažnio daliklį.

Skaitmeninis impulsų skaitiklis yra skaitmeninis vienetas, skaičiuojantis į jo įvestį gaunamus impulsus. Skaičiavimo rezultatą sugeneruoja skaitiklis duotame kode ir gali būti saugomas reikiamą laiką. Skaitikliai yra sukurti ant trigerių, o impulsų, kuriuos skaitiklis gali suskaičiuoti, skaičius nustatomas pagal išraišką N = 2 n – 1, kur n yra trigerių skaičius, o atėmus vieną, nes skaitmeninėje technologijoje 0 yra pradinis. Skaičiai yra apibendrinami, kai skaičius didėja, o atimamasis skaičius mažėja. Jei skaitiklis veikimo metu gali persijungti iš sumavimo į atimtį ir atvirkščiai, tada jis vadinamas grįžtamuoju.

vaizdo įrašas apie įrenginio veikimą

Grandinė surinkta ant PIC16F628A mikrovaldiklio. Jis gali skaičiuoti įvesties impulsus nuo 0 iki 9999. Impulsai siunčiami į RA3 prievado liniją (SA1 mygtuko aktyvumo lygis žemas). Su kiekvienu impulsu indikatoriaus rodmenys pasikeičia +1. Po 999 impulso indikatoriaus rodomas 0 ir užsidega taškas, nuo kurio prasideda antrasis tūkstantis (dešinėje diagramoje) ir tt Taigi skaičiavimas gali tęstis iki reikšmės 9999. Po to skaičiavimas sustoja. Mygtukas SA3 (prievado linija RA1) naudojamas atstatyti rodmenis į 0.

Impulsų skaitiklio grandinė su atmintimi mikrovaldiklyje

Iš pradžių grandinė buvo sukurta taip, kad ją maitintų trys AA baterijos. Todėl, siekiant taupyti energiją, grandinėje yra indikatoriaus mygtukas, skirtas stebėti skaitiklio SA2 būseną (prievado linija RA4). Jei šis mygtukas nereikalingas, jo kontaktai gali būti trumpai sujungti. Grandinėje gali būti naudojami ištraukiamieji rezistoriai nuo 1k iki 10k. Nustatomi INTRC I/O ir PWRTE konfigūracijos bitai. Kai maitinimas išjungiamas, skaitiklio rodmenys išsaugomi valdiklio atmintyje. Kai indikatorius išjungtas, grandinė veikia, kai maitinimas sumažėja iki 3,5 voltų. Praktika parodė, kad akumuliatoriaus įkrovos užtenka beveik savaitei nuolatinio grandinės veikimo.

Skaitiklio spausdintinė plokštė

Skaitiklio nuotrauka

Schema, MK programinė įranga ir spausdintinė plokštė S-layout formatu archyvas (15 kb).

Iš administratoriaus. Rezistorius R1-R3 galima pasirinkti iki 10K vertės.

Kaip ir šlepetės, skaitiklius nebūtinai reikia surinkti rankiniu būdu iš loginių elementų – šiandieninė pramonė gamina daugybę įvairių skaitiklių, jau surinktų mikroschemų pakuotėse. Šiame straipsnyje aš nesigilinsiu į kiekvieną skaitiklio lustą atskirai (tai nėra būtina ir užtruks per daug laiko), o tiesiog trumpai apibūdinsiu, į ką galite pasikliauti spręsdami tam tikras skaitmeninės grandinės problemas. Tiems, kurie domisi tam tikromis skaitiklio lustų rūšimis, galiu atsiųsti juos į savo toli gražu nebaigtus žinynas TTL ir CMOS lustuose.

Taigi, remdamiesi ankstesniame pokalbyje įgyta patirtimi, išsiaiškinome vieną pagrindinių skaitiklio parametrų – bitų gylį. Kad skaitiklis suskaičiuotų iki 16 (įskaitant nulį - tai taip pat skaičius), mums reikėjo 4 skaitmenų. Pridėjus kiekvieną paskesnį skaitmenį, skaitiklio galimybės padvigubės. Taigi, penkių bitų skaitiklis gali suskaičiuoti iki 32, o šešių bitų skaitiklis – iki 64. Kompiuterinėms technologijoms optimalus bitų gylis yra keturių kartotinis. Tai nėra auksinė taisyklė, bet vis tiek dauguma skaitiklių, dekoderių, buferių ir kt. yra sukurti keturių (iki 16) arba aštuonių bitų (iki 256).

Tačiau kadangi skaitmeninės grandinės neapsiriboja vien kompiuteriais, dažnai reikalingi skaitikliai su labai skirtingais skaičiavimo koeficientais: 3, 10, 12, 6 ir kt. Pavyzdžiui, norint sukurti minučių skaitiklių grandines, mums reikia 60 skaitiklio, o jį lengva gauti nuosekliai prijungus 10 ir 6 skaitiklius. Taip pat gali prireikti didesnės talpos. Tokiais atvejais, pavyzdžiui, CMOS serijoje yra paruoštas 14 bitų skaitiklis (K564IE16), kurį sudaro 14 nuosekliai sujungtų D-flip-flop ir kiekviena išvestis, išskyrus 2-ą ir 3-ią, yra prijungta prie atskiro kaiščio. Taikykite įvestį impulsus, suskaičiuokite ir, jei reikia, perskaitykite skaitiklio rodmenis dvejetainiais skaičiais:

K564IE16

Kad būtų lengviau sukonstruoti reikiamos talpos skaitiklius, kai kuriose mikroschemose gali būti keli atskiri skaitikliai. Pažvelkime į K155IE2 - BCD skaitiklis(rusiškai – „skaitiklis iki 10, informacija rodoma dvejetainiu kodu“):

Mikroschemoje yra 4 D-flip-flops, o 1 flip-flop (vieno skaitmens skaitiklis - daliklis iš 2) yra surinktas atskirai - turi savo įvestį (14) ir savo išėjimą (12). Likę 3 šlepetės surenkamos taip, kad įėjimo dažnį padalintų iš 5. Jiems įėjimas yra 1 kaištis, išėjimai 9, 8,11. Jei mums reikia skaitiklio iki 10, tada tiesiog sujungiame 1 ir 12 kaiščius, 14 kaiščiui pritaikome skaičiavimo impulsus, o iš 12, 9, 8, 11 kaiščių pašaliname dvejetainį kodą, kuris padidės iki 10, po kurio skaitikliai bus nustatyti iš naujo ir ciklas kartosis. Kompozitinis skaitiklis K155IE2 nėra išimtis. Panaši sudėtis turi, pavyzdžiui, K155IE4 (skaitiklis iki 2+6) arba K155IE5 (skaitiklis iki 2+8):

Beveik visi skaitikliai turi įvestis priverstiniam atstatymui į „0“, o kai kurie turi įvestis, leidžiančias jiems nustatyti maksimalią vertę. Ir galiausiai turiu pasakyti, kad kai kurie skaitikliai gali skaičiuoti ir pirmyn, ir atgal! Tai yra vadinamieji reversiniai skaitikliai, kurie gali perjungti skaičiavimą ir padidinti (+1), ir sumažinti (-1). Taigi jis gali, pvz. BCD aukštyn/žemyn skaitiklis K155IE6:

Kai impulsai taikomi įėjimui +1, skaitiklis skaičiuos pirmyn, impulsai prie įėjimo -1 sumažins skaitiklio rodmenis. Jei, padidėjus rodmenims, skaitiklis persipildo (11 impulsas), tada prieš grįždamas į nulį, jis išves „perdavimo“ signalą į 12 kaištį, kurį galima pritaikyti kitam skaitikliui, kad padidintų talpą. Kaiščio 13 paskirtis yra tokia pati, tačiau jame pasirodys impulsas, kai skaičiuojant priešinga kryptimi skaičius pereis per nulį.

Atkreipkite dėmesį, kad be atstatymo įėjimų, K155IE6 mikroschema turi įvesčių, skirtų savavališkam skaičiui įrašyti (15, 1, 10, 9 kontaktai). Norėdami tai padaryti, pakanka šiuose įėjimuose nustatyti bet kurį skaičių nuo 0 iki 10 dvejetainiu žymėjimu ir pritaikyti rašymo impulsą įėjimui C.

Šis prietaisas skirtas skaičiuoti mechaninio įrenginio veleno apsisukimų skaičių. Be paprasto skaičiavimo su indikacija LED ekrane dešimtainiais skaičiais, skaitiklis pateikia informaciją apie apsisukimų skaičių dvejetainiame dešimties bitų kode, kurį galima naudoti projektuojant automatinį įrenginį. Skaitiklis susideda iš optinio greičio jutiklio, kuris yra optronas, susidedantis iš nuolat šviečiančio IR šviesos diodo ir fotodiodo, tarp kurių yra nepermatomos medžiagos diskas, kuriame išpjautas sektorius. Diskas tvirtinamas prie mechaninio įtaiso veleno, kurio apsisukimų skaičius turi būti skaičiuojamas. Ir dviejų skaitiklių derinys - trijų skaitmenų dešimtainis skaitiklis su septynių segmentų LED indikatoriais ir dešimties skaitmenų dvejetainis. Skaitikliai veikia sinchroniškai, bet nepriklausomai vienas nuo kito. HL1 šviesos diodas skleidžia nenutrūkstamą šviesos srautą, kuris per matavimo disko angą patenka į fotodiodą. Kai diskas sukasi, generuojami impulsai, o kadangi diske yra tik vienas lizdas, šių impulsų skaičius yra lygus disko apsisukimų skaičiui. Schmitt trigeris D1.1 ir D1.2 paverčia R2 įtampos impulsus, kuriuos sukelia fotodiodo fotosrovės pasikeitimas, į loginio lygio impulsus, tinkamus suvokti K176 ir K561 serijų skaitikliais. Impulsų skaičius (disko apsisukimų skaičius) vienu metu skaičiuojamas dviem skaitikliais - trijų dešimtmečių dešimtainiu skaitikliu D2-D4 lustuose ir dvejetainiu D5. Informacija apie apsisukimų skaičių rodoma skaitmeniniame ekrane, sudarytame iš trijų septynių segmentų LED indikatorių H1-H3 ir dešimties bitų dvejetainio kodo pavidalu, kuris pašalinamas iš skaitiklio D5 išėjimų. Visi skaitikliai atstatomi iki nulio tuo metu, kai įjungiamas maitinimas, o tai palengvina elemento D1.3 buvimas. Jei jums reikia nulinio mygtuko, jį galima prijungti lygiagrečiai su kondensatoriumi C1. Jei reikia, kad atstatymo signalas gautų iš išorinio įrenginio arba loginės grandinės, turite pakeisti K561LE5 mikroschemą K561LA7 ir atjungti jos 13 kaištį nuo 12 ir C1 kaiščių. Dabar nulį galima nustatyti pritaikius loginį nulį iš išorinio loginio mazgo į D1.3 13 kaištį. Grandinėje galima naudoti kitus septynių segmentų LED indikatorius, panašius į ALS324. Jei indikatoriai turi bendrą katodą, 6 D2-D4 kaiščiams reikia taikyti nulį, o ne vieną. K561 mikroschemas galima pakeisti K176, K1561 serijos analogais arba importuotais analogais. LED - bet koks IR šviesos diodas (iš įrangos nuotolinio valdymo pulto). Fotodiodas - bet kuris iš tų, kurie naudojami USCT tipo televizorių nuotolinio valdymo sistemose. Nustatymas susideda iš fotodiodo jautrumo nustatymo, pasirenkant R2 reikšmę.

Radiokonstruktorius Nr.2 2003 24 p