Электроника для начинающих

Большинство счетчиков получают поток импульсов и распределяют их группу выводов в определенной последовательности. Десятичный счетчик 4026 является необычным в том смысле, что он на свои выходные выводы выдает такие комбинации напряжений, которые специально рассчитаны, чтобы заставить светиться семисегментные индикаторы.

Отдельные счетчики на своих выходах создают положительные сигналы (они являются «источниками» тока), в то время как другие создают отрицательный сигнал на выходе (они являются «приемниками» тока). Некоторым семисегментным индикаторам для отображения требуются положительные входные сигналы. Такие индикаторы называются индикаторами с общим катодом. Другим индикаторам требуются отрицательные входные сигналы и потому их называют индикаторами с общим анодом. Выходные сигналы счетчика 4026 положительные, поэтому для него нужен индикатор с общим катодом.

Тщательно проверяйте справочные листы технических данных для каждой микросхемы счетчика, чтобы определить какую мощность они потребляют и какую мощность они могут выдавать.

Микросхемы КМОП (CMOS) являются несколько устаревшими, но они очень полезны для тех, кто выбрал электронику в качестве хобби, поскольку они способны использовать широкий диапазон значений напряжения питания — в случае интегральной микросхемы счетчика 4026 этот диапазон простирается от 5 до 15 В. Другие виды микросхем в этом смысле не столь универсальны.

Большинство счетчиков могут быть источниками или приемниками только для нескольких миллиампер выходной мощности. Когда микросхема 4026 работает от источника питания 9 В, она может быть источником тока со значением примерно до 4 мА на каждый вывод. Этого вполне достаточно для эксплуатации светодиодного семисегментного индикатора.

Вы можете включить резисторы последовательно на каждом выводе счетчика и на каждом входе цифрового индикатора, но более простое и менее затратное по времени решение, это использование одного последовательно подключенного резистора для каждого индикатора цифры между общим выводом катодов светодиодов сегментов и землей. В эксперименте, который я описываю, используется именно такое решение. Недостаток его заключается в том, что цифры, которые требуют использования только двух сегментов в индикаторе (например, цифра «1»), будут светиться ярче, чем те, которые используют много сегментов (например, цифра «8»).

Если же вы хотите, чтобы ваша трехразрядная индикация с профессиональной точки зрения выглядела ярко и безупречно, то вам нужно использовать транзисторы для управления выводами каждого сегмента в каждом цифровом индикаторе. В качестве альтернативы могут быть использованы микросхемы, которые для усиления тока содержат множество операционных усилителей.

Когда десятичный счетчик при счете достигает значения «9» и переключается на значение «0», он выдает импульс со своего вывода «сигнал переноса». С помощью этого выходного сигнала можно запустить другой счетчик, который уже будет выполнять счет десятков. Вывод сигнала переноса этого второго счетчика может быть подключен к третьему счетчику, который будет осуществлять счет сотен и т. д. Кроме десятичных счетчиков существуют шестнадцатеричные счетчики (которые считают до 16), восьмеричные счетчики (до 8) и т. д.

Зачем нужно что-либо подсчитывать не в десятках? Представьте, что у вас есть цифровые часы с четырехзначной индикацией, которые выполняют счет по-разному. Правая крайняя цифра изменяет свое значения после достижения «10». Следующая слева цифра считает до «6». Первая цифра единиц часов, которая считает до «10», выдает сигнал переноса схеме, которая считает до «2», и выдает следующий сигнал переноса. Крайняя слева цифра может быть либо отключенной, либо показывать «1», при отображении времени в 12-часовом формате. Естественно, что существуют счетчики, которые специально спроектированы, чтобы выполнять эту работу.

Счетчики имеют ряд управляющих выводов, таких как: «Запрет тактирования» (Disable clock), который указывает счетчику игнорировать его входные импульсы и приостановить или, иначе говоря, «заморозить» индикацию; вывод «Разрешить индикацию» (Enable display), который разрешает подавать сигналы на выходы микросхемы для последующей их индикации; вывод «Сброс» (Reset), с помощью которого обнуляется результат отсчета.

Счетчику 4026 необходим положительный сигнал на входе, чтобы сделать активным каждый управляющий вывод. Когда выводы заземлены, то их функции отключены.

Чтобы выполнить отсчет счетчиком 4026 и отобразить результат на табло, вы должны заземлить выводы «Запрет тактирования» и «Сброс» (чтобы отключить их функции) и приложить положительный потенциал к выводу «Разрешить индикацию» (для активации выхода). Обратите свое внимание на рис. 4.36, где приведено назначение выводов.