Электроника для начинающих

Предположим, что вы успешно собрали схему со счетчиком для управления одного разряда цифрового семисегментного индикатора, а теперь хотите добавить еще два счетчика, которые будут управлять двумя оставшимися разрядами индикатора. Первый счетчик предназначен для счета единиц, второй — десятков, а третий — сотен.

На рис. 4.37 я продолжу изображать схему с использованием стрелок с цифрами, которые будут показывать вам, какие выводы счетчиков должны быть подключены к соответствующим выводам цифрового трехразрядного индикатора. В противном случае схема будет представлять спутанный клубок проводов, пересекающихся друг с другом.

Рис. 4.37.Эта тестовая схема выполнена так, как, вероятно, вы бы хотели ее разместить на макетной плате, что позволит вам управлять счетчиком вручную для проверки того, что табло производит изменение показаний последовательно от 000 до 999.

_{Значения компонентов схемы: R1—R6 — резисторы с сопротивлением, равным 1 кОм; S1, S2, S3 — однополюсные однопозиционные кнопки без фиксации, нормально разомкнутые; IC1, IC2, IC3 — микросхемы десятичного счетчика 4026; IC4 — трехразрядный цифровой светодиодный семисегментный индикатор с общим катодом; C1 — конденсатор электролитический, сглаживающий с емкостью минимум 100 мкФ.}

Соедините проводами выводы счетчиков IC1, IC2 и IC3 с выводами индикатора IC4, номера которых указаны рядом со стрелками. Для того чтобы не загромождать схему, реальные проводные соединения не были показаны. Проверьте подключения согласно схеме расположения выводов индикатора (см. рис. 4.32)

В этом месте вас может охватить ужас от такого числа соединений, но на самом деле, при использовании макетной платы это не должно занимать более получаса для завершения этой части проекта.

Я полагаю, что вы все же попытаетесь сделать это, поскольку есть что-то магическое, когда устройство индикации выполняет счет от 000 до 999 «все в себе», а я выбрал это устройство, потому что оно также имеет большую ценность с образовательной точки зрения.

Кнопка S1 подключается к выводу «Запрет тактирования» (Disable clock) микросхемы IC1, так что, когда вы будете удерживать кнопку в нажатом состоянии, счетчик считать не будет. Поскольку микросхема IC1 управляет следующим счетчиком IC2, а он в свою очередь управляет третьим счетчиком IC3, то, если вы приостанавливаете счетчик IC1, остальные две микросхемы так же будут ждать возобновления счета. Поэтому далее в этой схеме вам более не потребуется использовать выводы «Запрет тактирования» (Disable clock).

Кнопка S2 подключена к выводам «Сброс» (Reset) всех трех счетчиков, поэтому, когда вы удерживаете ее в нажатом состоянии, все они должны быть обнулены.

Кнопка S3 посылает положительные импульсы вручную на вывод «Тактовый вход» первого счетчика.

Параллельно всем кнопкам S1, S2 и S3 подключены резисторы с сопротивлением 1 кОм, но соединенные с минусовым выводом источника питания («земля»). Идея состоит в том, что, когда кнопки не нажаты, эти подтягивающие резисторы будут поддерживать потенциал выводов близким к потенциалу земли (нулю). Когда вы нажимаете одну из кнопок, прямо на микросхему осуществляется подача положительного напряжения, что может легко перекрыть отрицательное напряжение. Таким образом, выводы остаются либо в явно положительном, либо в явно отрицательном состоянии. Если же вы отсоедините один из этих подтягивающих резисторов, то вы, вероятно, заметите неустойчивые состояния цифр на индикаторе. (Сам цифровой индикатор имеет несколько неподсоединенных выводов, но они не создают никаких проблем, поскольку индикатор — это пассивный элемент, который просто осуществляет включение светодиодных сегментов).

Примечание

Всегда следует подключать выводы КМОП-(CMOS-)микросхем таким образом, чтобы они были либо положительными, либо отрицательными. Смотрите следующее предупреждающее примечание «Никаких плавающих выводов»