06_05.pdf

Klocki elektroniczne

System

projektowania

modułowego

część 6

W części 6 i 7 tego cyklu omówimy

liczniki, układy czasowe i wyświetlacze.

Moduły te nadają się szczególnie do

zestawiania rozmaitych układów.

Opisywane w ramach tej serii

układy są projektowane do zasilania

napięciem 12V. Wszystkie moduły

części 6 i 7 mogą być w razie

potrzeby zasilane z 9V.

Moduł wejściowy: układ odkłócania

wyłączników.

Moduł procesorowy: układ

sprzęgu do wyświetlacza

ciekłokrystalicznego, gotowy moduł

licznika dziesiętnego kodowanego

dwójkowo (BCD, binary coded

decimal) z układem scalonym

CMOS 4029.

Moduł wyjściowy: dekoder−

sterownik wyświetlacza

ciekłokrystalicznego.

Moduły wyświetlaczy

Do części 6 wybrano trudniejszy

i droższy moduł wyświetlacza ciekłok−

rystalicznego, nie pobiera on bowiem

prawie żadnej mocy, nadaje się więc

szczególnie do układów zasilanych z ba−

terii. Dlatego załączonym projektem przy−

kładowym jest licznik zdarzeń, idealne

uzupełnienie strzelnicy świetlnej, przykła−

dowego projektu dołączonego do części 5.

Siedmiosegmentowy wyświetlacz ele−

ktroluminescencyjny (LED) jest tańszy

i znacznie prostszy w użyciu, ale przy

zasilaniu bateryjnym nie może pozosta−

wać włączony na stałe. Więcej szczegó−

łów o wyświetlaczach elektrolumine−

scencyjnych znajdzie się w części 7.

Układy odkłócające

Odbijanie się styków może stwarzać

poważne problemy w układach elektro−

nicznych, zwłaszcza zliczających. Po

naciśnięciu czy przekręceniu wyłącznika

metalowe styki wykazują tendencję do

drgań i nie stykają się od razu w sposób

zdecydowany. Podobne zjawisko może

zachodzić przy ich rozłączaniu.

Jeżeli przycisk jest połączony z licz−

nikiem, ten ostatni reaguje na naciskanie

przycisku i natychmiast rejestruje zlicze−

nie, ale drgania odbijających się styków

wywołują dodatkowe impulsy. Ilustruje to

schematycznie rys. 6.1 . W rezultacie,

każde naciśnięcie przycisku wywołuje

zliczenie kilku impulsów. W przypadku

przedstawionym na rys. 6.1, licznik zare−

jestruje cztery zdarzenia zamiast jedne−

go.

Niektóre wyłączniki są pod tym wzglę−

dem gorsze, niektóre lepsze, istnieją też

typy wolne od tych zakłóceń, na przykład

zawierające czujnik Halla (hallotron

w formie układu scalonego).

Rozwiązania

Odbijanie się styków trwa na szczęś−

cie bardzo krótko w porównaniu z cza−

sem pozostawania przycisku w stanie

naciśniętym, więc problem rozwiązuje

zastosowanie układu, który reaguje na

pierwszy impuls styków ale ignoruje na−

stępne.

Rys. 6.1. Wielokrotne impulsy

wywołane przez odbijające się styki.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Klocki elektroniczne

Rys. 6.2. Prosty układ odkłócający. S1

jest przyciskiem zwiernym.

Szybkość działania

Trzeba pamiętać, że oporność R1 wy−

znacza minimalny czas pomiędzy kolej−

nymi naciśnięciami S1, a R2 czas trwa−

nia impulsu dodatniego. Pojemność kon−

densatora wpływa jednakowo na oba

czasy. Ale nie można dopuścić, aby mi−

nimalne napięcie wyjściowe było zbyt

wysokie, mogłoby bowiem przez współ−

pracujący układ scalony nie zostać

uznane za logiczne zero. (zob. część 1,

przełączająca bramka logiczna).

Jest jeszcze jeden problem: napięcie

na kondensatorze zmienia się powoli.

Jak wyjaśniono w części 1 (przełączniki

logiczne), wolno zmieniające się napię−

cia na wejściu logicznych układów scalo−

nych mogą wywoływać w skrajnych wy−

padkach generację impulsów przejścio−

wych. W rezultacie, nieodpowiednio za−

projektowany układ odkłócający może

wywołać więcej szkód niż korzyści!

W przypadku układu z rys. 6.2 dla

osiągnięcia najlepszych wyników może

okazać się potrzebne dokonanie kilku

prób. Można także próbować obliczyć

optymalne czasy, ale najwięcej zależy

od konkretnego przełącznika i jego po−

datności na odbijanie się styków.

Podsumowanie układu odkłócającego

z rys. 6.2 jest następujące:

Zalety

− prostota

− taniość

Wady

− może trudności zmniejszyć, ale nie

wyeliminować,

− na jego działanie może wpływać połą−

czony z nim układ.

Udoskonalone odkłócanie

Układ z rys. 6.2 nadaje się do wielu

zastosowań, a wiele układów liczących

będzie z nim działać właściwie pomimo

prymitywnie ukształtowanych impulsów.

Jeżeli jednak jest potrzebny “czysty” po−

jedynczy impuls, to trzeba będzie użyć

przerzutnika monostabilnego z bramek

NOR CMOS, na przykład opisanego

w części 2, rys. 2.8 lub rys. 2.9. Roz−

wiązanie takie przyjęto w przykłado−

wym projekcie licznika zdarzeń.

Czas pozostawania przerzutnika mo−

nostabilnego w stanie przerzutu trzeba

wybrać w zależności od czasu występo−

wania odbić i od wymaganej maksymal−

nej częstotliwości naciskania przycisku.

Długi czas przerzutu przerzutnika (np.

jedna sekunda) pozwoli na naciskanie

przycisku co najwyżej raz na sekundę,

a krótki (np. 10ms) 100 razy na sekun−

dę. Liczba ta może wydawać się śmiesz−

na, ale taki problem może powstać na

przykład przy zastosowaniu licznika do

pomiaru szybkości obrotowej, gdy do osi

został umocowany magnes, który steru−

je umieszczonym w pobliżu kontaktro−

nem. Czas przerzutu przerzutnika musi

być wówczas dostatecznie długi, aby za−

maskować odbicia styków i równocześ−

nie na tyle krótki, aby umożliwić zliczanie

przy maksymalnej szybkości obrotowej.

Oczywiście pomiar dużych szybkości

obrotowych przy pomocy magnesu i kon−

taktronu nie jest łatwy. W praktyce do te−

go celu lepiej nadaje się czujnik bezsty−

kowy, na przykład z efektem Halla.

Przerzutniki Schmitta

Do zarejestrowania zliczenia przez

układ zliczający jest potrzebna zmiana

poziomu sygnału. Reagowanie na te

zmiany nazywa się wyzwalaniem zbo−

czem sygnału. Inaczej mówiąc, przerzut−

nik reaguje na pionową krawędź impul−

su. Niektóre reagują na zbocze narasta−

jące, a inne na zbocze opadające.

Jeżeli impulsy są dobrze ukształtowa−

ne, mają krótki czas narastania i opada−

nia, to prawdopodobieństwo niewłaści−

wej reakcji licznika na impuls jest małe.

Jeżeli zaś wejście licznika jest sprzężo−

ne z monitorowanym źródłem zmienno−

prądowo (przez kondensator, zob. część

2, rys. 2.5), to licznik może w ogóle nie

Oczywiście jeżeli czas reakcji układu

odkłócającego będzie zbyt długi, to nie

będzie można używać przycisku do sek−

wencji szybkich naciśnięć. Jeżeli zaś

czas ten będzie za krótki, to może nie

zdołać wyeliminować wszystkich od−

bić.

Najprostszy układ odkłócający jest

pokazany na rys. 6.2 . Gdy przycisk S1

jest rozwarty (nie naciśnięty), to dzięki

rezystorowi R2 napięcie wyjściowe wy−

nosi 0V. Rezystor R1 zapewnia jednako−

wość napięcia obu końcówek kondensa−

tora C1, w tym wypadku +VE, co ozna−

cza że jest on rozładowany.

Jeżeli rezystory R1 i R2 zostały dob−

rane sensownie, i jeżeli oporność R2

jest dziesięciokrotnie mniejsza od opor−

ności R1, to po naciśnięciu S1 napięcie

wyjściowe będzie co najwyżej równe jed−

nej dziesiątej napięcia zasilania. Kon−

densator C1 nie będzie miał wpływu na

to napięcie, a oporność wejściowa ukła−

du, do którego napięcie to jest dopro−

wadzone, będzie miała wpływ nie−

wielki.

W czasie gdy przycisk jest naciśnię−

ty napięcie to jest równe napięciu zasila−

nia, ponieważ jest to napięcie obu koń−

cówek kondensatora. Oczywiście napię−

cie na C1 szybko wzrośnie (naładuje się

on) przez rezystor R2. Innymi słowy na−

pięcie na jego dolnej końcówce (według

rys. 6.2) będzie się obniżało w kierunku

0V z szybkością wyznaczoną przez je−

go pojemność i przez oporność R2. Za−

tem następne odbicia styków nie będą

mogły wywołać dalszych dodatnich im−

pulsów na wyjściu.

Gdy przycisk zostanie zwolniony, C1

rozładuje się przez R1, a napięcie jego

dolnej końcówki znów zrówna się z na−

pięciem zasilania.

Wartości poszczególnych elementów

są dość krytyczne, zależne od zastoso−

wanego styku i ilości odbić, których

wpływ musi zostać zneutralizowany.

Gdy na przykład wyjście jest połączone

z wejściem zegarowym licznika CMOS,

i gdy R1 i R2 są jedynymi rezystorami

połączonymi z tym wejściem, to można

spróbować przyjąć 100nF dla kondensa−

tora C1 i odpowiednio 100k W i 10k W dla

rezystorów R1 i R2.

Rys. 6.3. Układ (a) nie reaguje właściwie na powolnie zmieniające się napięcie.

Wstawienie przerzutnika Schmitta (b) usuwa tę wadę.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Klocki elektroniczne

Rys. 6.4. Układ sprzęgu z modułem opisanym w tekście.

jego użyteczność, ale ma tę zaletę, że

można go użyć niemal z każdym prze−

łącznikiem przyciskowym bez obawy na−

trafienia na kłopoty z drganiami styków.

Moduł jest wyposażony w wejście

kasujące, generuje sygnał prostokątny

512Hz i 32768Hz i może bezpośred−

nio wysterować brzęczyk piezoelekt−

ryczny. Jest zasilany ogniwem 1,5V (któ−

re wstawia się bezpośrednio do modułu)

i pobiera tak mały prąd, że może pozo−

stawać włączony na stałe.

Sprzęg modułu licznika

Moduł jest zasilany ogniwem 1,5V,

nie może więc być bezpośrednio połą−

czony z żadnym z modułów serii kloc−

ków elektronicznych, dlatego jest po−

trzebny układ sprzęgu.

Tranzystorowy układ sprzęgu jest

przedstawiony na rys. 6.4 wraz ze

wspomnianym modułem licznika. W ra−

zie użycia innego modułu, należy spraw−

dzić numery wyprowadzeń.

W układzie użyto tranzystora w spo−

sób przytoczony na rys. 1.5 w części 1.

Jego rolą jest buforowanie pomiędzy wy−

ższym napięciem zasilania źródła syg−

nału a niższym napięciem zasilania

modułu licznika. Trzeba pamiętać, że

licznik jest zasilany z własnego ogniwa

1,5V, a źródło sygnału może być zasila−

ne napięciem 5V, 9V lub 12V.

Jeżeli do wejścia zostanie doprowa−

dzone napięcie 5V do 12V, to napięcie

kolektorowe tranzystora zostanie obni−

żone do 0V. Gdy tranzystor zostanie za−

blokowany, to napięcie to wzrośnie do

napięcia zasilania modułu licznika, czyli

do 1,5V. Wejście modułu licznika nie

otrzyma więc nigdy napięcia wyższego

od jego napięcia zasilającego.

W sprzęgu można użyć dowolnego

tranzystora npn mełej mocy o wysokim

wzmocnieniu, jak BC108, BC184L lub

podobne. Oporności dwóch rezystorów

wejściowych, R1 i R2, zostały tak dobra−

ne, aby tranzystor został zablokowany na−

wet wtedy, gdy napięcie wejściowe nie

zdoła obniżyć się całkowicie do zera. Na

przykład napięcie wyjściowe wzmacnia−

cza operacyjnego 741, zasilanego jednym

napięciem, nie może być niższe od 1V.

Trzeba też pamiętać, że tranzystor

odwraca sygnał wejściowy. Licznik re−

aguje na zbocza dodatnie (tzn. zlicza

gdy napięcie wzrasta), więc będzie zli−

czał gdy na wejściu napięcie będzie ob−

niżać się do zera. W niektórych przypad−

kach nie ma to znaczenia, a w innych dla

ponownego odwrócenia sygnału trzeba

użyć drugiego tranzystora, jak przedsta−

wia rys. 6.5 . Tranzystor TR2 nie potrze−

buje już rezystora w obwodzie bazy,

ponieważ rezystor R3, 22k W , dostatecz−

nie ogranicza prąd płynący z zasilacza

układu głównego.

reagować na powolnie zmieniające się

napięcie źródła.

Za przykłady złych źródeł sygnału

można wziąć czujniki światła, czy tempe−

ratury, omówione w części 1. Ich syg−

nały wyjściowe w miarę zmian mierzo−

nych wielkości zmieniają się powoli. Na−

wet jeżeli zmiany napięcia byłyby na tyle

duże, aby można je było uznać za po−

ziom logiczny 0 lub 1, to nie zdołałyby

wyzwolić licznika w układzie połączeń

pokazanym na rys. 6.3a .

W takiej wersji układu liczącego na−

pięcie wahające się w pobliżu progu

wyzwalania licznika mogłoby wywołać

zliczenie wielu niepożądanych impulsów

przejściowych zamiast pojedynczego

zdarzenia. Rezultaty zliczania wielu

przejść temperatury czy oświetlenia po−

wyżej i poniżej wybranej wartości gra−

nicznej będą bardzo mało przydatne.

Wstawienie przerzutnika Schmitta po−

między czujnik a licznik, jak pokazuje

rys. 6.3b , eliminuje tę trudność. Prze−

rzutniki Schmitta były omawiane

w części 1, rys. 1.7 do rys. 1.11. Można

je zestawiać z bramek logicznych

CMOS, wzmacniaczy operacyjnych, al−

bo używać w gotowej postaci układów

scalonych.

Moduł licznika

Chyba najprostszym i najtańszym ze

sposobów uzyskania układu liczącego

jest użycie gotowego modułu licznika.

W sprzedaży (w Wielkiej Brytanii) jest

wiele takich modułów, zawierających

wyświetlacz ciekłokrystaliczny, dekoder i

układ odkłócający. Dalsze informacje

dotyczą gotowego 5−cyfrowego modułu,

zasilanego pojedynczą baterią 1,5V, któ−

ry może działać z maksymalną częstotli−

wością 7 zliczeń na sekundę. Ta niewiel−

ka raczej częstotliwość ogranicza trochę

Rys. 6.5. Zastosowanie drugiego tranzystora odwraca układ logiczny w porówna−

niu z rys. 6.4.

Rys. 6.6. Użycie przekaźnika do całkowitego odizolowania modułu licznika od

źródła impulsów.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Klocki elektroniczne

Tabela 6.1. Konwersja liczb z syste−

mu dziesiętnego na dwójkowy

Dziesiętny

Dwójkowy

2 3 =8 2 2 =4 2 1 =2 2 0 =1

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

Rys. 6.7. Moduł licznika z układem scalonym 4029B.

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

Całkowita izolacja

Moduł licznika jest urządzeniem deli−

katnym i uszkodzenie w obwodach

tranzystorów na rys. 6.4 lub rys. 6.5 mo−

że go uszkodzić. Jeżeli preferuje się cał−

kowitą izolację, to można użyć układu

przekaźnikowego z części 1, rys. 1.13c,

w sposób pokazany na rys. 6.6 . Istnie−

ją jeszcze bardziej wymyślne układy izo−

lacyjne, ale nie będą tu omawiane.

Układ ten reaguje na wzrost napięcia

wejściowego, nie tak jak układ z rys.

6.4. Oporności rezystorów i typ tranzys−

tora w układzie na rys. 6.6 są nieco bar−

dziej krytyczne, ponieważ trzeba zapew−

nić przepływ prądu o dostatecznym dla

przekaźnika natężeniu. Oporności re−

zystorów należy obliczyć według zasad

podanych w części 1, zgodnie z wybra−

nym typem tranzystora i przekaźnika.

W razie wątpliwości można wybrać

tranzystor Darlingtona npn, na przykład

TIP121 lub TIP122 i wziąć oporności

rezystorów podane na rys. 6.6. Taka

kombinacja powinna działać z każdym

zwyczajnym przekaźnikiem 12V.

Trzeba jednak wziąć pod uwagę fakt,

że nie każdy moduł licznika toleruje po−

zostawianie wejścia wolnego w czasie

gdy styki przekaźnika są rozwarte. Do

właściwego działania licznika może być

konieczne dodanie rezystora R3 o su−

gerowanej oporności 10k W .

Jest także możliwe odbijanie się sty−

ków przekaźnika. Szybszy licznik niż

proponowany moduł mógłby zliczać fał−

szywe impulsy. W takim razie może oka−

zać się potrzebny układ z rys. 6.2, w któ−

rym styki przekaźnika zastępują S1.

Zaleta:

− pełna izolacja modułu licznika.

Wady:

− koszt, rozmiary i pobór prądu prze−

kaźnika,

− w niektórych przypadkach odbijanie

się styków przekaźnika może wywoły−

wać fałszywe zliczenia.

− szybkość zliczania jest ograniczona

bezwładnością przekaźnika.

Dwójkowy licznik

dziesiętny

Rysunek 6.7 przedstawia moduł licz−

nika, w którym wykorzystano układ sca−

lony CMOS 4029B. Jest to dwójkowy

układ liczący (reagujący na narastające

zbocza impulsów), z którego wyjść Q1,

Q2, Q3 i Q4 jego zawartość można od−

czytać w układzie dwójkowym. Stan wy−

jścia Q1 nazywa się najmniej znaczącym

(najmłodszym) bitem (czyli LSB), a stan

wyjścia Q4 najbardziej znaczącym (naj−

starszym) bitem (czyli MSB)j. Wyjścia

licznika można połączyć z modułem ste−

rownika wyświetlacza ciekłokrystalicz−

nego albo elektroluminescencyjnego.

Dla 7−segmentowgo wyświetlacza elek−

troluminescencyjnego taki moduł można

utworzyć przy pomocy układu scalonego

CMOS 4511B, a dla ciekłokrystalicznego

przy pomocy CMOS 4543B, jak pokazu−

je rys. 6.9.

Do używania układu 4029B, pokaza−

nego na rys. 6.7, nie jest konieczna zna−

jomość systemu dwójkowego, jest on

jednak wart krótkiej wzmianki.

Cyframi w układzie dwójkowym

(zwanymi bitami) są 0 i 1, którym przypo−

rządkowuje się stany logicznego 0 (nis−

ki) i logicznej 1 (wysoki). Zero w układzie

dziesiętnym to 0 w układzie dwójkowym,

1 w układzie dziesiętnym to 1 w układzie

dwójkowym, ale 2 w układzie dziesięt−

nym to 10 w układzie dwójkowym (wy−

mawia się jeden−zero, a nie dziesięć).

System dwójkowy opiera się na potę−

gach dwójki. Tabela 6.1 pomoże w wy−

jaśnieniu tego systemu.

Bez wdawania się w długi opis wy−

starczy przyjrzeć się rozkładowi liczb

aby dostrzec w nim prawidłowość. Na

przykład liczbę zapisaną w systemie

dziesiętnym jako 6, w systemie dwójko−

wym zapisuje się jako 0110, czyli jedyn−

kę w kolumnie czwórek (czyli 2 do potę−

gi 2) i jedynkę w kolumnie dwójek (czyli

2 do potęgi 1). Tabela obejmuje 4−bito−

wą arytmetykę dwójkową (liczba

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

4−bitowa jest nazywana półbajtem (nib−

ble), a 8−bitowa bajtem (byte).

Największą liczbą 4−bitową jest 1111,

w układzie dziesiętnym 15. Jeżeli jednak

licznik ma sterować dziesiętnym wyświet−

laczem, to najwyższą potrzebną liczbą jest

9 (dwójkowo 1001). Liczniki, które liczą do 9

a następnie zerują się i wysyłają sygnał

przeniesienia, są nazywane licznikami dzie−

siętnymi kodowanymi dwójkowo (BCD, bi−

nary coded decimal). Niektóre liczniki scalo−

ne, na przykład 4029B, mogą zostać przy−

stosowane do liczenia albo do 15 albo do 9.

Układ 4029B może liczyć dwójkowo

od 0 do 15 (czyli do 1111). W tym celu

należy połączyć jego wyprowadzenie 9

z zasilaniem +VE. Jeżeli wyprowadze−

nie 9 zostanie połączone z 0V, licznik

zostanie przełączony w tryb BCD i kasu−

je się za dziesiątym zliczeniem. Jego

wyjścia pozostają nadal w układzie dwój−

kowym, zmianie ulega tylko stan, przy

którym licznik jest kasowany.

Na rys. 6.7 pokazano szczegółowo

sposób połączenia licznika 4029B w try−

bie BCD, w którym zlicza od 0 do 9,

a wraz z 10 impulsem kasuje się do 0

i wysyła impuls przeniesienia. Licznik

ten w każdej chwili może zostać skaso−

wany przez doprowadzenie dodatniego

impulsu do wejścia kasowania 1.

Licznik zwiększa stan o jeden za każ−

dym razem, gdy do wejścia zegarowego

zostanie doprowadzone dodatnie napię−

cie. Jak już to omówiono przy opisie mo−

dułu licznika, wymaga on bardzo czyste−

go sygnału. Zwykły przycisk, na skutek

odbijania się styków, za każdym naciś−

nięciem będzie wywoływał serię zliczeń,

jest więc konieczne zastosowania ukła−

du odkłócającego.

4−bitowy licznik dwójkowy/dziesiętny

4029B jest układem bardzo elastycz−

nym. Rozmieszczenie jego wyprowa−

dzeń jest podane w tab. 6.2 .

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Klocki elektroniczne

Tab. 6.2. Wyprowadzenia układu

scalonego 4029B

wynieść 3 minuty i 59 sekund. Zatem

stan licznika dziesiątek powinien sko−

czyć z 0 do 5 (a nie z 0 do 9, jak w zwyk−

łym liczniku dziesiątkowym). W celu

wywołania takiego skoku wejścia proga−

mujące muszą zostać ustawione dwój−

kowo na 0101 (czyli dziesiętnie 5).

Praktyczny przykład użycia systemu

obciążenia równoległego do ustawienia

liczby początkowej można znaleźć

w projekcie czasowego układu odlicza−

jącego, załączonego do części 7 ”Sys−

temu projektowania modułowego”.

Kaskadowe łączenie

liczników

Gdy zostanie osiągnięty stan maksy−

malny lub minimalny, następny zegaro−

wy impuls wejściowy wywoła skasowa−

nie licznika i wysłanie przez wyjście

7 impulsu przeniesienia. Napięcie na

tym wyjściu normalnie jest dodatnie, ale

w czasie wyświetlania zera pojawia się

stan niski. Po następnym impulsie zega−

rowym napięcie na wyjściu 7 ponownie

staje się dodatnie i zmiana ta może zo−

stać użyta jako impuls zegarowy dla na−

stępnego licznika.

W ten sposób można łączyć kaska−

dowo szereg liczników, które liczą dzie−

siątki, setki itd. Ten bardzo prosty spo−

sób nadaje się do łączenia liczników

4029B. Istnieje jednak szereg innych

subtelnych sposobów łączenia kaskado−

wego, więcej informacji o których nale−

ży szukać w katalogach układów

CMOS.

Moduły wyświetlaczy

Moduły wyjściowe opisywane w czę−

ści 6 i 7 są przewidziane do sterowania

wyświetlaczami 7−segmentowymi elek−

troluminescencyjnymi lub ciekłokrysta−

licznymi, należałoby więc najpierw zająć

się systemem 7−segmentowym, przed−

stawionym na rys. 6.8 .

Poszczególne segmenty są oznacza−

ne literami od a do g. W ten sam spo−

sób oznacza się także wyjścia sterują−

cych tymi wyświetlaczami układów sca−

lonych, co ułatwia łączenie ich ze sobą.

Cyfra zero jest wyświetlana przez świe−

cenie segmentów a, b, c, d, e, f, cyfra 1

przez b, c itd. Chociaż system oznacza−

nia segmentów został znormalizowany,

to rozmieszczenie ich wyprowadzeń nie−

stety nie. Trzeba więc korzystając z ka−

talogu producenta ustalić, który segment

jest wyprowadzony którą końcówką. Za−

zwyczaj wyprowadzenia wyświetlaczy

jednego rozmiaru i kształtu są jednako−

we.

Trzeba też wiedzieć, że wyświetlacze

elektroluminescencyjne są produkowa−

ne w dwóch wersjach, ze wspólną kato−

dą i ze wspólną anodą. Więcej informa−

Wyprow. Funkcja

Preset enable (lub reset),

normalnie 0V, ustawianie pod

wpływem napięcia dodatniego.

Output, wyjście Q4.

Parallel load, wejście

programujące 4 (JAM).

Parallel load, wejście

programujące 1 (JAM).

Carry in, wejście przeniesienia,

normalnie 0V, wprowadzenie

przeniesienia pod wpływem

napięcia dodatniego

Rys. 6.9. Dekoder−sterownik wyświet−

lacza ciekłokrystalicznego typu

4543B.

Output, wyjście Q1.

Carry out, wyjście przeniesienia,

normalnie dodatnie, przerzuca

się do 0V przy maksymalnym

stanie przy zliczaniu w górę,

albo przy minimalnym stanie

przy odliczniu w dół.

cji na ten temat znajdzie się w części 7.

Wersje te nie są zamienne. Układ prze−

widziany do sterowania jedną wersją nie

nadaje się do sterowania drugą bez

zmiany ukladu sterowania.

Wyświetlacze ciekłokrystaliczne są

wytwarzane w inny sposób i nie ma

ich odmian katodowych i anodowych.

Sterownik−dekoder

wyświetlacza

ciekłokrystalicznego

Na rysunku 6.9 jest przedstawiony

moduł sterownika z układem CMOS

4543B. Wymaga on wejścia BCD i słu−

ży do sterowania jednej cyfry 7−segmen−

towego wyświetlacza ciekłokrystaliczne−

go. Zazwyczaj wyświetlacze te są wy−

twarzane jako kilkucyfrowe. Każda

z cyfr do sterowania wymaga więc jed−

nego 4543B. (Istnieją także specjalne

układy scalone do sterowania więcej niż

jedną cyfrą.) Konieczne jest sprawdze−

nie w katalogu, które wyprowadzenie

jest połączone z którym segmentem

której cyfry. Brzmi to w sposób dość za−

wiły... i jest w rzeczywistości! Wy−

świetlacze ciekłokrystaliczne różnią się

pod wielu względami od wyświetlaczy

elektroluminescencyjnych. Są bardziej

delikatne mechanicznie, łatwo je znisz−

czyć przez zgniecenie. Są one także

wrażliwe na ładunki elektrostatyczne,

należy stosować do nich takie same

środki ostrożności jak do układów

CMOS. Nie należy też nigdy ich lutować,

tylko stosować podstawki.

Szereg wyprowadzeń służy do stero−

wania kropkami dziesiętnymi, dwukrop−

kami itp. Nie używane wyprowadzenia

należy połączyć z wyprowadzeniem

płyty tylnej (BackPlane). A najważniej−

sza ze wszystkiego w każdym wy−

świetlaczu ciekłokrystalicznym jest ko−

nieczność doprowadzenia napięcia fali

prostokątnej do płyty tylnej. To samo na−

pięcie doprowadza się także do końców−

ki PH w układzie scalonym sterownika

0V zasilania.

Binary/decimal, wybór zliczania

w systemie dwójkowym lub

dziesiętnym, dodatnie napięcie

dla zliczania dwójkowego, a 0V

dla dziesiętnego.

Up/down, wybór zliczania

w górę lub odliczanie w dół,

dodatnie napięcie dla zliczania

w górę, a 0V dla odliczania

w dół.

Output, wyjście Q2.

Parallel load, wejście

programujące 2 (JAM).

Parallel load, wejście

programujące 3 (JAM).

Output, wyjście Q3.

Clock, wejście zegarowe, zlicze−

nie następuje pod wpływem na−

rastającego zbocza impulsu.

+VE zasilania.

Wejścia programujące

Te cztery wejścia nazywają się we−

jściami programującymi lub JAM. Przy

ich pomocy można ustawić stan począt−

kowy licznika (dowolną liczbę dwójkową

w zakresie 0...1111). Z chwilą doprowa−

dzenia napięcia dodatniego do wejścia

ustawiającego (Preset Enable), do liczni−

ka zostaje wprowadzona liczba podana

na wejścia JAM Input 1...4.

Na przykład trzeba zbudować układ

czasowy, który odlicza czas w dół w mi−

nutach i sekundach. Gdy stan począt−

kowy licznika przykładowo wynosi 4 mi−

nuty i 00 sekund, to następny powinien

Rys. 6.8. Oznaczenia cyfry

7−segmentowej.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: