Чарльз Платт - Электроника для начинающих (2-е издание)

Теперь я немного подробнее расскажу о внутреннем устройстве микросхемы 4026В. Микросхемы счетчиков способны выполнять несколько полезных функций. Взгляните на рис. 4.65, где показана цоколевка и назначение выводов микросхемы.

Активный уровень сигнала на выходах — высокий. Максимальный ток на выходе составляет 5 мА (при напряжении питания 9 В). Выходы активизируются (сегменты индикатора загораются) при подаче высокого уровня на вход «Включение дисплея» (контакт 3). При подаче на тактовый вход положительного перепада счет увеличивается на единицу. Активный уровень входов «Отключение тактирования» (контакт 2) и «Сброс» (контакт 15) высокий. Состояние выхода переноса (контакт 5) меняется с низкого на высокое при переходе счетчика от комбинации «9» к «О». Сигналы на выходе переноса и контакте 14 не зависят от состояния входа «Включение дисплея» (контакт 3).

Функции выводов с обозначениями вроде «К сегменту а» легко понять. Вы просто пускаете провод от каждого вывода микросхемы к соответствующему выводу вашего светодиодного индикатора. Если вы посмотрите на рис. ЦВ-4.60, то увидите, что каждый из зеленых проводов соединяет выходы счетчика с входами дисплея.

Контакты 8 и 16 микросхемы предназначены для подключения к отрицательной и положительной шинам питания, соответственно. Почти у всех цифровых микросхем питание подается подобным образом, с противоположных углов (за исключением таймера 555 — хотя на самом деле он относится к аналоговым микросхемам).

Поскольку рис. 4.65 содержит информацию, которая сейчас вам может не понадобиться, но пригодится в будущем, я привел упрощенный вид счетчика и дисплея на рис. 4.66, опустив выводы, которые нам пока не потребуются.

Взгляните на контакт 15, вывод сброса. Теперь посмотрите на рис. ЦВ-4.60. Кнопка подключена таким образом, чтобы при нажатии на нее на контакт 15 поступало положительное напряжение. Это напряжение проходит по плате к кнопке по красным перемычкам, о которых я упоминал ранее.

Когда кнопка отпущена, положительное напряжение на выводе сброса счетчика отсутствует. В то же время резистор 10 кОм постоянно соединяет контакт 15 с отрицательной шиной макетной платы. Это понижающий или стягивающий резистор. Он понижает напряжение на выводе почти до нуля, пока вы не нажмете кнопку, и тогда положительное входное напряжение «преодолеет» отрицательное смещение, подаваемое через резистор. Не забывайте, что при отсутствии вполне определенного напряжения на каждом входе цифровой микросхемы вы получите случайные, необъяснимые и сбивающие с толку результаты на выходе. Я уже упоминал об этом ранее, но должен акцентировать внимание на этой теме, потому что это очень распространенная причина ошибок.

Правила подключения цифровых микросхем:

• Чтобы удерживать вход в нормально высоком состоянии, соедините его с положительной шиной через резистор номиналом 10 кОм (по крайней мере, для схем из этой книги). Если вам необходимо понизить напряжение на входе, включите параллельно резистору переключатель или другое устройство, которое напрямую соединено с отрицательной шиной.

• Чтобы удерживать вход в нормально низком состоянии, подключите его к отрицательной шине через резистор 10 кОм. Если вам необходимо повысить уровень на входе, параллельно резистору соедините переключатель или другое устройство, создающее соединение напрямую с положительной шиной.

• Все входы микросхемы-счетчика должны быть подключены к чему-либо. Не допускайте, чтобы входы оставались «плавающими»!

• Неиспользуемые выходы должны оставаться неподключенными.

Еще один момент. Иногда микросхема имеет вход, который нам совсем не нужен. У микросхемы 4026В, например, контакт 3 отвечает за включение дисплея. Мне необходимо, чтобы дисплей был включен постоянно, и поэтому я подключил этот контакт напрямую к положительной шине по принципу «подключил и забыл».

• Если вы не будете использовать какой-либо вход, он, тем не менее, должен иметь определенное состояние. Вы можете напрямую подключить его к положительной или отрицательной шине источника питания.

Теперь я поясню функции оставшихся контактов микросхемы 4026В.

На тактовый вход (контакт 1) подается импульсная последовательность. Длительность импульсов не имеет значения. Микросхема откликается, добавляя единицу к счету каждый раз, когда входное напряжение изменяется от низкого уровня к высокому.

Отключение тактирования (контакт 2) дает команду счетчику блокировать тактовый вход. Как и все другие выводы микросхемы, этот вывод активен в высоком состоянии; это означает, что он выполняют свою функцию, когда на него подан положительный уровень напряжения. На макетной плате (см. рис. ЦВ-4.60) я временно пустил синий и желтый провода, чтобы удерживать вывод 2 в низком состоянии. Другими словами, тактирование разрешено.

Подытожу ситуацию:

• Когда на выводе отключения тактирования присутствует высокий уровень, счет останавливается (запрещен).

• Когда напряжение на выводе отключения тактирования понижается до нуля, счет разрешен.

Вход включения дисплея (контакт 3) я уже описывал.

Выход включения дисплея (контакт 4) здесь не используется. Текущее состояние вывода 3 транслируется через вывод 4, чтобы вы смогли передать его на другие микросхемы 4026В.

Выход переноса (контакт 5) необходим, если вы желаете продолжить отсчет больше 9. Состояние этого вывода меняется с низкого на высокое, когда счетчик досчитает до 9 и возвращается в 0. Если вы подключите этот выход к входу второго счетчика 4026В, то второй счетчик будет отсчитывать десятки. Сигнал с выхода 5 второго счетчика можно подать далее на третий, который будет отсчитывать сотни. Этим мы воспользуемся в дальнейшем.

И наконец, контакт 14 обеспечивает перезапуск счетчика, после того как он отсчитал 0, 1 и 2. Это необходимо в цифровых часах, которые считают только до 12 часов, но для нас сейчас неактуально. Это выход, который мы не будем использовать, и поэтому его можно оставить неподключенным.

Возможно, все эти функции кажутся непонятными, но если вы когда-либо столкнетесь с микросхемой счетчика, которую раньше не встречали, то сможете разобраться с ней (если будете терпеливы и последовательны), заглянув в технический паспорт. При необходимости можно протестировать счетчик при помощи светодиодов и кнопок, чтобы точно знать, как она работает. Фактически, микросхему 4026В я изучал именно так.