2.3.1. Триггеры

JK-триггеры К176ТВ1, К561ТВ1, КР1561ТВ1 и D-триггеры К176ТМ1, К176ТМ2, К561ТМ2 имеют динамические входы и могут работать в счетном режиме, то есть менять свое состояние на противоположное на каждый импульс, приходящий на счетный вход триггера. Триггеры микросхем К561ТР2, К561ТМЗ и 564УМ1 со статическими входами могут работать только в режимах записи и хранения записываемой в них информации. Рассмотрим более подробно работу микросхем, содержащих триггеры.

МикросхемаК561ТР2 (рис. 166) - четыре триггера RS-типа с возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Каждый триггер микросхемы имеет входы R и S. Подача лог. 1 на вход R устанавливает триггер в состояние 0, подача лог. 1 на вход S - в состояние 1. Если лог. 1 подать на оба входа R и S, на выходе будет также лог. 1.

Особенность микросхемы - возможность перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Если на выводе 5 (вход Е на рис. 166, б) лог. 1, разрешена подача выходных сигналов триггеров на выходы микросхемы через выходные ключи. Если же на вход Е подать лог. 0, выходы триггеров отключаются от выходов микросхемы, выходы микросхемы переходят в высокоимпедансное состояние. Указанное свойство позволяет объединять выходы нескольких микросхем

К561ТР2 между собой, сигнал в точках объединения будет определяться той микросхемой, на вход которой подана лог. 1, естественно, что на входы Е всех других микросхем должны быть поданы лог. 0.

Пример применения микросхем К561ТР2 для подавления дребезга механических контактов и их опроса приведен на рис. 167. При подаче лог. 1 на вход Е1, лог. 0 на вход Е2 в активное состояние переходят выходы микросхемы DD1, выходные сигналы определяются положением контактов S1 - S4. При подаче лог. 1 на вход Е2, лог. 0 на вход Е1 выходные сигналы определяются контактами S5 - S8, Сигналы на входы Е нескольких микросхем могут подаваться, например, с выходов счетчика с дешифратором, что обеспечит их последовательный опрос.

МикросхемаК561ТМЗ (рис. 168) - четыре D-триггера с прямыми и инверсными выходами. Микросхема имеет два общих для всех триггеров равноправных входа стробирования С1 и С2. При одинаковых сигналах на обоих входах (на С1 и С2 - лог. 0 или на С1 и С2 -лог. 1) триггеры повторяют сигналы со входов D на своих прямых выходах (соответственно, инвертируют их на инверсных выходах). При подаче разных сигналов на входы С1 и С2 триггеры переходят в режим хранения - на выходах будут те сигналы, которые имелись на входах D перед изменением сигнала на входе С1 или С2.

Можно объяснить логику работы входов С1 и С2 по другому. При лог. 1 на входе С2 запись в триггеры микросхемы происходит при подаче лог. 1 на вход С1, хранение - при подаче лог. 0. Если на вход С2 подать лог. 0, запись будет происходить при лог. 0 па С1, хранение -при лог. 1. Таким образом, сигнал на входе С2 определяет полярность

импульсов записи по входу С1. Входы С1 и С2 можно поменять местами - они равноправны.

Микросхема564УМ1 (рис. 168) представляет собой четыре D-триггера с подключенными к их выходам усилителями, позволяющими увеличить амплитуду выходного сигнала. Запись информации в триггеры со входов D производится подачей на их входы С импульсов положительной полярности. Триггеры микросхемы 564УМ1, так же как и микросхемы К561ТМЗ, во время записи «прозрачны», и изменение сигналов на входах D проходит на вы

ходы триггеров. Переход триггеров в режим хранения происходит по спаду импульса положительной полярности на входах С.

При лог. 0 на входе S выходные сигналы имеют ту же полярность, что и входные, при лог. 1 сигналы инвертируются.

Особенность микросхемы - возможность увеличения амплитуды выходного сигнала по сравнению с входным. Микросхема имеет три вывода для подачи напряжения питания - вывод 16 Uпит1, вывод 7 -Uпит2 вывод 8 - общий провод. Напряжение Uпит1, должно быть положительным и находиться в пределах от 3 до 15 В, напряжение Uпит2 -равно нулю или отрицательное, сумма абсолютных величин Uпит1 и Uпит2 не должна превышать 15 В. Входные сигналы должны иметь уровни Uпит1, (лог. 1) и 0 В (лог. 0), выходные сигналы имеют значения Uпит1 и Uпит2. Паспортная нагрузочная способность микросхемы при разности

напряжений питания между выводами 16 и 7 (далее - напряжении питания), равной 10 В в состоянии лог. 0 0,9 мА, в состоянии лог. 1 -0,45 мА. Реальные значения втекающих выходных токов в состоянии лог. 0 и напряжении 1 В между выходом и выводом 7 составляют около 1, 3, 8 и 12 мА при напряжении питания 3, 5, 10 и 15 В соответственно, в состоянии лог. 1 и напряжении 1 В между выходом и выводом 16 вытекающие токи составляют 0,8; 1,6; 3 и 4 мА при указанных выше напряжениях питания. Токи короткого замыкания в состоянии лог. 0 составляют 1,2; 4,5; 20 и 36 мА, в состоянии лог. 1 - 1; 3; 12 и 20 мА при тех же напряжениях питания.

МикросхемыК176ТВ1, К561ТВ1 и КР1561ТВ1 содержат по два JK-триггера (рис. 169). Каждый триггер имеет вход J, вход К, вход R - установки триггера в 0, вход S - установки в 1 и вход подачи тактовых импульсов С. Установка триггера в нулевое состояние

происходит при подаче лог. 1 на вход R, установка в единичное - при подаче лог. 1 на вход S.

Если на входах J и К - лог. 1, по каждому спаду импульса отрицательной полярности на тактовом входе С триггер переключается в противоположное состояние. Если на входах J и К лог. 0, изменения состояния по импульсам на входе С не происходит. Если перед спадом импульса отрицательной полярности на входе С лог. 1 имеется на входе J, лог. 0 на входе К, по спаду триггер установится в единичное состояние независимо от предыдущего. Если перед спадом на входе J - лог. 0, на входе К - лог. 1, по спаду импульса на входе С триггер устанавливается в нулевое состояние. Триггер непосредственно не реагирует на изменение сигналов на входах J и К, играют роль лишь уровни сигналов на этих входах перед спадом импульса отрицательной полярности на входе С.

Микросхемы К176ТМ2 и К561ТМ2 содержат по два D-триггера (рис. 169). Установка триггеров в нулевое и единичное состояние про-

изводится, как и у JK-триггера, подачей лог. 1 на входы R и S. По спадам тактовых импульсов отрицательной полярности на входе С происходит установка триггера в состояние, соответствующее уровню на входе D перед спадом. Триггер непосредственно не реагирует на изменение сигналов на входе D, играет роль лишь сигнал на этом входе перед спадом импульса отрицательной полярности на входе С.

МикросхемаК176ТМ1 (рис. 169) отличается от К176ТМ2 отсутствием входов S.

При построении счетчиков на описанных выше триггерах К176ТВ1, К176ТМ1, К176ТМ2, К561ТМ2 входы С триггеров следует подключать к инверсным выходам предыдущих триггеров. На рис. 170 (а) приведена схема декады (десятичного счетчика) на JK-триггерах, временная диаграмма работы - на рис. 170 (б). Схема декады на D-триггерах приведена на рис. 171 (а), временная диаграмма- на рис. 171 (б). Обе декады работают в различных невесовых кодах.

2.3.2. Счетчики

В состав рассматриваемых серий микросхем входит большое количе-ство счетчиков различных типов, большинство из которых работает в весовых кодах.

МикросхемаК176ИЕ1 (рис. 172) - шестиразрядный двоичный счетчик, работающий в коде 1-2-4-8-16-32. Микросхема имеет два входа: вход R - установки триггеров счетчика в 0 и вход С - вход для подачи счетных импульсов. Установка в 0 происходит при подаче лог. 1 на вход R, переключение триггеров микросхемы - по спаду импульсов положительной полярности, подаваемых на вход С. При построении

многоразрядных делителей частоты входы С микросхем следует подключать к выходам 32 предыдущих.

МикросхемаК176ИЕ2 (рис. 173) - пятиразрядный счетчик, который может работать как двоичный в коде 1-2-4-8-16 при подаче лог. 1 на управляющий вход А, или как декада с подключенным к выходу декады триггером при лог. 0 на входе А. Во втором случае код работы счетчика 1-2-4-8-10, общий коэффициент деления - 20. Вход R служит для установки триггеров счетчика в 0 подачей на этот вход лог. 1. Первые четыре триггера счетчика могут быть установлены в единичное состояние подачей лог. 1 на входы SI - S8. Входы S1 - S8 являются преобладающими над входом R.

Микросхема К176ИЕ2 встречается двух разновидностей. Микросхемы ранних выпусков имеют входы СР и CN для подачи тактовых импульсов положительной и отрицательной полярности соответственно, включенные по ИЛИ. При подаче на вход СР импульсов положительной полярности на входе CN должна быть лог. 1, при подаче на вход CN импульсов отрицательной полярности на входе СР должен быть лог. 0. В обоих случаях счетчик переключается по спадам импульсов.

Другая разновидность имеет два равноправных входа для подачи тактовых импульсов (выводы 2 и 3), собранных по И. Счет происходит по спадам импульсов положительной полярности, подаваемых на любой из этих входов, причем на второй из этих входов должна быть подана лог. 1. Можно подавать импульсы и на объединенные выводы 2 и 3. Исследованные автором микросхемы, выпущенные в феврале и ноябре 1981 г., относятся к первой разновидности, выпущенные в июне 1982 г. и июне 1983 г., - ко второй.

Если на вывод 3 микросхемы К176ИЕ2 подать лог. 1, обе разновидности микросхем по входу СР (вывод 2) работают одинаково.

При лог. 0 на входе А порядок работы триггеров соответствует временной диаграмме, приведенной на рис. 174. В этом режиме на выходе Р, представляющем собой выход элемента И-НЕ, входы которого подключены к выходам 1 и 8 счетчика, выделяются импульсы отрицательной полярности, фронты которых совпадают со спадом каждого девятого входного импульса, спады - со спадом каждого десятого.

При соединении микросхем К176ИЕ2 в многоразрядный счетчик входы СР последующих микросхем следует подключать к выходам 8 или 16/10 непосредственно, на входы CN подавать лог. 1. В момент включения напряжения питания триггеры микросхемы К176ИЕ2 могут установиться в произвольное состояние. Если при этом счетчик включен в режим десятичного счета, то есть на вход А подан лог. 0, а это состояние более 11, счетчик «зацикливается» между состояния-ми 12-13 или 14-15. При этом на выходах 1 и Р формируются им-пульсы с частотой, в 2 раза меньшей частоты входного сигнала. Для того чтобы выйти из такого режима, счетчик необходимо установить в нулевое состояние подачей импульса на вход R. Можно обеспечить надежную работу счетчика в десятичном режиме, соединив вход А с выходом 4. Тогда, оказавшись в состоянии 12 или большем, счетчик переходит в режим двоичного счета и выходит из «запретной зоны», устанавливаясь после состояния 15 в нулевое. В моменты перехода из состояния 9 в состояние 10 на вход А с выхода 4 поступает лог. 0 и счетчик обнуляется, работая в режиме десятичного счета.

Для индикации состояния декад, использующих микросхему К176ИЕ2, можно использовать газоразрядные индикаторы, управляемые через дешифратор К155ИД1. Для согласования микросхем К155ИД1 и К176ИЕ2 можно использовать микросхемы К176ПУЗ либо К561ПУ4 (рис. 175, а) или транзисторы р-n-р (рис. 175, б).

МикросхемыК176ИЕЗ (рис. 176),К176ИЕ4 (рис. 177) иК176ИЕ5 разработаны специально для использования в электронных часах с семисегментными индикаторами. Микросхема К176ИЕ4 (рис. 177) -декада с преобразователем кода счетчика в код семисегментного индикатора. Микросхема имеет три входа - вход R, установка триггеров счетчика в 0 происходит при подаче лог. 1 на этот вход, вход С - переключение триггеров происходит по спаду импульсов положительной

полярности на этом входе. Сигнал на входе S управляет полярностью выходных сигналов.

На выходах а, b, с, d, e, f, g - выходные сигналы, обеспечивающие формирование цифр на семисегментном индикаторе, соответствующих состоянию счетчика. При подаче лог. 0 на управляющий вход S лог. 1 на выходах а, Ь, с, d, e, f, g соответствуют включению соответствующего сегмента. Если же на вход S подать лог. 1, включению сегментов будет соответствовать лог. 0 на выходах а, Ь, с, d, e, f, g. Возможность переключения полярности выходных сигналов существенно расширяет область применения микросхем.

Выход Р микросхемы - выход переноса. Спад импульса положительной полярности на этом выходе формируется в момент перехода счетчика из состояния 9 в состояние 0.

Следует иметь в виду, что разводка выводов а, Ь, с, d, e, f, g в паспорте микросхемы и в некоторых справочниках приведена для нестандартного расположения сегментов индикаторов. На рис. 176, 177 дана разводка выводов для стандартного расположения сегментов, приведенного на рис. 111.

Два варианта подключения к микросхеме К176ИЕ4 вакуумных семисегментных индикаторов при помощи транзисторов приведено на рис. 178. Напряжение накала Uh выбирается в соответствии с типом используемого индикатора, подбором напряжения +25...30 В в схеме рис. 178 (а) и -15...20 В в схеме рис. 178 (б) можно в некоторых пределах регулировать яркость свечения сегментов

индикатора. Транзисторы в схеме рис. 178 (6) могут быть любыми кремниевыми р-n-р с обратным током коллекторного перехода, не превышающим 1 мкА при напряжении 25 В, Если обратный ток транзис-торов больше указанной величины или используются германиевые транзисторы, между анодами и одним из выводов нити накала индикатора необходимо включить резисторы 30...60 кОм.

Для согласования микросхемы К176ИЕ4 с вакуумными индикаторами удобно, кроме того, использовать микросхемы К168КТ2Б или К168КТ2В (рис. 179), а также КР168КТ2Б.В, К190КТ1, К190КТ2, К161КН1, К161КН2. Подключение микросхем К161КН1 и К161КН2 проиллюстрировано на рис. 180. При использовании инвертирующей микросхемы К161КН1 на вход S микросхемы К176ИЕ4 следует подать лог. 1, при использовании неинвертирующей микросхемы К161КН2 - лог. 0.

На рис. 181 показаны варианты подключения к микросхеме К176ИЕ4 полупроводниковых индикаторов, на рис. 181 (а) с общим катодом, на рис. 181 (б) - с общим анодом. Резисторами R1 - R7 устанавливается необходимый ток через сегменты индикатора.

Самые маленькие индикаторы могут быть подключены к выходам микросхемы непосредственно (рис. 181, в). Однако из-за большого разброса тока короткого замыкания микросхем, не нормируемого техническими условиями, яркость свечения индикаторов может также иметь большой разброс. Частично его можно компенсировать подбором напряжения питания индикаторов.

Для согласования микросхемы К176ИЕ4 с полупроводниковыми индикаторами с общим анодом можно использовать микросхемы К176ПУ1, К176ПУ2, К176ПУЗ, К561ПУ4, КР1561ПУ4, К561ЛН2 (рис. 182). При использовании неинвертирующих микросхем на вход S микросхемы следует подать лог. 1, при использовании инвертирующих - лог. 0.

По схеме рис 181 (б), исключив резисторы R1 - R7, можно подключить и накальные индикаторы, при этом напряжение питания индикаторов необходимо установить примерно на 1 В больше номи-нального для компенсации падения напряжения на транзисторах Это напряжение может быть как постоянным, так и пульсирующим, полученным в результате выпрямления без фильтрации

Жидкокристаллические индикаторы не требуют специального согласования, но для их включения необходим источник прямоугольных импульсов с частотой 30 100 Гц и скважностью 2, амплитуда импульсов должна соответствовать напряжению питания микросхем

Импульсы подаются одновременно на вход S микросхемы и на общий электрод индикатора (рис. 183) В результате на сегменты, которые необходимо индицировать, относительно общего электрода индикатора подается напряжение меняющейся полярности, на сегментах, которые не надо индицировать, напряжение относительно общего электрода равно нулю

МикросхемаК176ИЕЗ (рис 176) отличается от К176ИЕ4 тем, что ее счетчик имеет коэффициент пересчета 6, а лог 1 на выходе 2 появляется при установке счетчика в состояние 2

МикросхемаК176ИЕ5 содержит кварцевый генератор с внешним резонатором на 32768 Гц и подключенным к нему девятиразрядным делителем частоты и шестиразрядный делитель частоты, структура микросхемы приведена на рис 184 (а) Типовая схема включения микросхемы приведена на рис 184 (б) К выводам Z и Z подключаются кварцевый резонатор, резисторы R1 и R2, конденсаторы С1 и С2 Выходной сигнал кварцевого генератора может быть проконтролирован на выходах К и R Сигнал с частотой 32768 Гц поступает на вход девятиразрядного двоичного делителя частоты, с его выхода 9 сигнал с частотой 64 Гц может быть подан на вход 10 шестиразрядного делителя На выходе 14 пятого разряда этого делителя формируется частота 2 Гц, на выходе 15 шестого разряда - 1 Гц. Сигнал с частотой 64 Гц может использоваться для подключения жидкокристаллических индикаторов к выходам микросхем К176ИЕЗ и К176ИЕ4

Вход R служит для сброса триггеров второго делителя и установки исходной фазы колебаний на выходах микросхемы. При подаче

лог. 1 на вход R на выходах 14 и 15 - лог. 0, после снятия лог. 1 на этих выходах появляются импульсы с соответствующей частотой, спад пер-вого импульса на выходе 15 происходит через 1 с после снятия лог. 1.

При подаче лог. 1 на вход S происходит установка всех триггеров второго делителя в состояние 1, после снятия лог. 1 с этого входа спад первого импульса на выходах 14 и 15 происходит практически сразу. Обычно вход S постоянно подключают к общему проводу.

Конденсаторы С1 и С2 служат для точной установки частоты кварцевого генератора. Емкость первого из них может находиться в пределах от единиц до ста пикофарад, емкость второго - З0...100 пф. При увеличении ёмкости конденсаторов частота генерации уменьшается. Точную установку частоты удобнее производить при помощи подстроечных конденсаторов, подключенных параллельно С1 и C2. При этом конденсатором, подключенным параллельно С2, осуществляют грубую настройку, подключенным параллельно С1 - точную.

Сопротивление резистора R 1 может находиться в пределах 4,7...68 МОм, однако при его значении менее 10 МОм возбуждаются

не все кварцевые резонаторы.

МикросхемыК176ИЕ8 и К561ИЕ8- десятичные счетчики с дешифратором (рис. 185). Микросхемы имеют три входа - вход установки исходного состояния R, вход для подачи счетных импульсов отрицательной полярности CN и вход для подачи счетных импульсов положительной полярности СР. Установка счетчика в 0 происходит при подаче на вход R лог. 1, при этом на выходе 0 появляется лог. 1, на выходах 1-9 - лог. 0.

Переключение счетчика происходит по спадам импульсов отрицательной полярности, подаваемых на вход CN, при этом на входе СР должен быть лог. 0. Можно также подавать импульсы положительной полярности на вход СР, переключение будет происходить по их спадам. На входе CN при этом должна быть лог. 1. Временная диаграмма работы микросхемы приведена на рис. 186.

МикросхемаК561ИЕ9 (рис. 187) - счетчик с дешифратором, работа микросхемы аналогична работе микросхем К561ИЕ8

и К176ИЕ8, но коэффициент пересчета и число выходов дешифратора 8, а не 10. Временная диаграмма работы микросхемы приведена на рис. 188. Также, как и микросхема К561ИЕ8, микросхема:

К561ИЕ9 построена на основе сдвигающего регистра с перекрестными связями. При подаче напряжения питания и отсутствии импульса сброса. триггеры этих микросхем могут стать в произвольное состояние, не соответствующее разрешен

ному состоянию счетчика. Однако в указанных микросхемах есть спе-циальная цепь формирования разрешенного состояния счетчика, и при подаче тактовых импульсов счетчик через несколько тактов перейдет в нормамльный режим работы. Поэтому в делителях частоты, в которых точная фаза выходного сигнала не важна, допустимо не подавать на входы R микросхем К176ИЕ8, К561ИЕ8 и К561ИЕ9 импульсы начальной установки.

Микросхемы К176ИЕ8, К561ИЕ8, К561ИЕ9 можно объединять в многоразрядные счетчики с последовательным переносом, соединяя выход переноса Р предыдущей микросхемы с входом CN последующей и подавая на вход СР лог. 0. Возможно также соединение старшего

выхода дешифратора (7 или 9) со входом СР следующей микросхемы и подача на вход CN лог. 1. Такие способы соединения приводят к на-коплению задержек в многоразрядном счетчике. Если необходимо, чтобы выходные сигналы микросхем многоразрядного счетчика изменялись одновременно, следует использовать параллельный перенос с введением дополнительных элементов И-НЕ. На рис. 189 показана схема трехдекадного счетчика с параллельным переносом. Инвертор DD1.1 необходим лишь для того, чтобы компенсировать задержки в элементах DD1.2 и DD1.3. Если высокая точность одновременности переключения декад счетчика не требуется, входные счетные импульсы можно подать на вход СР микросхемы DD2 без инвертора, а на вход CN DD2 - лог.1. Максимальная рабочая частота многоразрядных счетчиков как с последовательным, так и с параллельным переносом не снижается относительно частоты работы отдельной микросхемы.

На рис. 190 приведен фрагмент схемы таймера с использованием микросхем К176ИЕ8 или К561ИЕ8. В момент пуска на вход CN микросхемы DD1 начинают поступать счетные импульсы. Когда микросхемы счетчика установятся в положения, набранные на переключателях, на всех входах элемента И-НЕ DD3 появятся лог. 1, элемент

DD3 включится, на выходе инвертора DD4 появится лог. 1, сигнализирующая об окончании временного интервала.

Микросхемы К561ИЕ8 и К561 ИЕ9 удобно использовать в делителях частоты с переключаемый коэффициентом деления. На рис. 191 приведен пример трехдекадного делителя частоты. Переключателем SA1 устанавливают единицы необходимого коэффициента пересчета, переключателем SA2 - десятки, переключателем SA3 - сотни. При достижении счетчиками DD1 - DD3 состояния, соответствующего положениям переключателей, на все входы элемента DD4.1 приходит лог. 1. Этот элемент включается и устанавливает триггер на элементах DD4.2 и DD4.3 в состояние, при котором на выходе элемента DD4.3 появляется лог. 1, сбрасывающая счетчики DD1 - DD3 в исходное состояние (рис. 192). В результате на выходе элемента DD4.1 также появляется лог. 1 и следующий входной импульс отрицательной полярности устанавливает триггер DD4.2, DD4.3 в исходное состояние, сигнал сброса со входов R микросхем DD1 - DD3 снимается и счетчик продолжает счет.

Триггер на элементах DD4.2 и DD4.3 гарантирует сброс всех микросхем DD1 - DD3 при достижении счетчиком нужного состояния. При его отсутствии и большом разбросе порогов переключения микросхем

DD1 - DD3 по входам R возможен случай, когда одна из микросхем DD1 - DD3 устанавливается в 0 и снимает сигнал сброса со входов R остальных микросхем ранее, чем сигнал сброса достигнет порога их переключения. Однако такой случай маловероятен, и обычно можно обойтись без триггера, точнее, без элемента DD4.2.

Для получения коэффициента пересчета менее 10 для микросхемы К561ИЕ8 и менее 8 для К561ИЕ9 можно соединить выход дешифратора с номером, соответствующим необходимому коэффициенту пересчета, со входом R микросхемы непосредственно, например, как это показано на рис. 193 (а) для коэффициента пересчета, равного 6. Временная

диаграмма работы этого делителя приведена на рис. 193 (6). Сигнал переноса можно снимать с выхода Р лишь в случае, если коэффициент пересчета составляет 6 и более для К561ИЕ8 и 5 и более для К561ИЕ9. При любом коэффициенте сигнал переноса можно снимать с выхода дешифратора с номером, на единицу меньшим коэффициента пересчета.

Индикацию состояния счетчиков микросхем К176ИЕ8 и К561ИЕ8 удобно производить на газоразрядных индикаторах, согласуя их при помощи ключей на высоковольтных транзисторах n-р-n, например, серий П307 - П309, КТ604, КТ605 или сборках К166НТ1 (рис. 194).

МикросхемыК561ИЕ10 и КР1561ИЕ10 (рис. 195) содержат по два раздельных четырехразрядных двоичных счетчика, каждый из которых имеет входы СР, CN, R. Установка триггеров счетчиков в исходное состояние происходит при подаче на вход R лог. 1. Логика работы входов СР и CN отлична от работы аналогичных входов микросхем К561ИЕ8 и К561ИЕ9. Триггеры микросхем К561ИЕ10 и КР1561ИЕ10 срабатывают по спаду импульсов положительной полярности на входе СР при лог. 0 на входе CN (для К561ИЕ8 и К561ИЕ9 на входе CN должна быть

лог. 1) Возможна подача импульсов отрицательной полярности на вход CN, при этом на входе СР должна быть лог 1 (для К561ИЕ8 и К561ИЕ9 - лог. 0). Таким образом, входы СР и CN в микросхемах К561ИЕ10 и КР1561ИЕ10 объединены по схеме элемента И, в мик-росхемах К561ИЕ8 и К561ИЕ9 - ИЛИ.

Временная диаграмма работы одного счетчика микросхемы приве-дена на рис. 196. При соединении микросхем в многоразрядный счет-чик с последовательным переносом выходы 8 предыдущих счетчиков соединяют со входами СР последующих, а на входы CN подают лог. 0 (рис. 197). Если необходимо обеспечить параллельный перенос, сле-дует установить дополнительные элементы И-НЕ и ИЛИ-НЕ. На рис. 198 приведена схема счетчика с параллельным переносом. Про-хождение счетного импульса на вход СР счетчика DD2.2 через эле-мент DD1.2 разрешается при состоянии 1111 счетчика DD2.1, при ко-тором на выходе элемента DD3.1 лог. 0. Аналогично прохождение счетного импульса на вход СР DD4.1 возможно лишь при состоянии 1111 счетчиков DD2.1 и DD2.2 и т. д. Назначение элемента DD1.1 такое же, как и DD1.1 в схеме рис. 189, и он при тех же условиях может быть исключен. Максимальная частота входных импульсов для обоих вариантов счетчиков одинакова, но в счетчике с параллельным переносом переключение всех выходных сигналов происходит одновременно.

Один счетчик микросхемы может быть использован для построения делителей частоты с коэффициентом деления от 2 до 16. Для примера на рис. 199 приведена схема счетчика с коэффициентом, пересчета 10 Для Получения коэффициентов пересчета З,5,6,9,12 можно воспользоваться той же схемой, соответствующим образом выбрав выходы счетчика для подключения ко входам DD2.1 Для получения коэффициентов пересчета 7, 11, 13, l4 элемент DD2.1 должен иметь три входа, для коэффициента 15 - четыре входа.

МикросхемаК561ИЕ11 - двоичный четырехразрядный реверсивный счетчик с возможностью параллельной записи информации (рис. 200). Микросхема имеет четыре информационных выхода 1, 2, 4,8, выход переноса Р и следующие входы: вход переноса PI, вход установки исходного состояния R, вход для подачи счетных импульсов С, вход направления счета U, входы для подачи информации при параллельной записи Dl - D8, вход параллельной записи S.

Вход R имеет приоритет над остальными входами: если на него подать лог. 1, на выходах 1, 2, 4, 8 будет лог.0 независимо от состояния

других входов. Если на входе R лог. 0, приоритет имеет вход S. При подаче на него лог. 1 происходит асинхронная запись информации со входов D1 -D8 в триггеры счетчика.

Если на входах R, S, PI лог. 0, разрешается рабо-та микросхемы в счетном режиме. Если на входе U лог. 1, по каждому спаду входного импульса отрицательной полярности, поступающему на вход С, состояние счетчика будет увеличиваться на единицу. При лог. 0 на входе U счетчик переключается

в режим вычитания - по каждому спаду импульса отрицательной полярности на входе С состояние счетчика уменьшается на единицу. Если на вход переноса PI подать лог. 1, счетный режим запрещается.

На выходе переноса Р лог. 0, если на входе PI лог. 0 и все триггеры счетчика находятся в состоянии 1 при счете вверх или в состоянии 0 при счете вниз.

Для соединения микросхем в счетчик с последовательным переносом необходимо объединить между собой все входы С, выходы Р микросхем соединить со входами PI следующих, а на вход PI младшего разряда подать лог. 0 (рис. 201). Выходные сигналы всех микросхем счетчика изменяются одновременно, однако максимальная частота работы счетчика меньше, чем отдельной микросхемы из-за накопления задержек в цепи переноса. Для обеспечения максимальной рабочей частоты многоразрядного счетчика необходимо обеспечить параллельный перенос, для чего на входы PI всех микросхем подать лог. О, а сигналы на входы С микросхем подать через дополнительные элементы ИЛИ, как это показано на рис. 202. В этом случае прохождение счетного импульса на входы С микросхем будет разрешено только тогда, когда на выходах Р всех предыдущих микросхем лог. 0,

причем время задержки этого разрешения после одновременного срабатывания микросхем не зависит от числа разрядов счетчика.

Особенности построения микросхемы К561 ИЕ11 требуют, чтобы изменение сигнала направления счета на входе U происходило в паузе между счетными импульсами на входе С, то есть при лог. 1 на этом входе, или по спаду этого импульса.

МикросхемаК176ИЕ12 предназначена для использования в электронных часах (рис. 203). В ее состав входят кварцевый генератор G с внешним кварцевым резонатором на частоту 32768 Гц и два делителя частоты: СТ2 на 32768 и СТ60 на 60. При подключении к микросхеме кварцевого резонатора по схеме рис. 203 (б) она обеспечивает получение частот 32768, 1024, 128, 2, 1, 1/60 Гц. Импульсы с частотой 128 Гц формируются на выходах микросхемы Т1 - Т4, их скважность равна 4, сдвинуты они между собой на четверть периода. Эти импульсы предназначены для коммутации знакомест индикатора часов при динамической индикации. Импульсы с частотой 1/60 Гц подаются на счетчик минут, импульсы с частотой 1 Гц могут использоваться для подачи на счетчик секунд и для обеспечения мигания разделительной точки, для установки показаний часов могут использоваться импульсы с частотой 2 Гц. Частота 1024 Гц предназначена для звукового сигнала

будильника и для опроса разрядов счетчиков при динамической индикации, выход частоты 32768 Гц - контрольный. Фазовые соотношения колебаний различных частот относительно момента снятия сигнала сброса продемонстрированы на рис. 204, временные масштабы различных диаграмм на этом рисунке различны. При использовании

импульсов с выходов Т1 - Т4 для других целей следует обратить внимание на наличие коротких ложных импульсов на этих выходах.

Особенностью микросхемы является то, что первый спад на выходе минутных импульсов М появляется спустя 59 с после снятия сигнала установки 0 со входа R. Это заставляет при пуске часов отпускать кнопку, формирующую сигнал установки 0, спустя одну секунду после шестого сигнала поверки времени. Фронты и спады сигналов на выходе М синхронны со спадами импульсов отрицательной полярности на входе С.

Сопротивление резистора R1 может иметь ту же величину, что и для микросхемы К176ИЕ5. Конденсатор С2 служит для точной подстройки частоты, СЗ - для грубой. В большинстве случаев конденсатор С4 может быть исключен.

МикросхемаК176ИЕ13 предназначена для построения электронных часов с будильником. Она содержит счетчики минут и часов, регистр памяти будильника, цепи сравнения и выдачи звукового сигнала, цепи динамической выдачи кодов цифр для подачи на индикаторы. Обычно микросхема К176ИЕ13 используется совместно с К176ИЕ12. Стандартное соединение этих микросхем показано на рис. 205. Основными выходными сигналами схемы рис. 205 являются импульсы Т1 - Т4 и коды цифр на выходах 1, 2, 4, 8. В моменты времени, когда на выходе Т1 лог. 1, на выходах 1,2,4,8 присутствует код цифры единиц минут, когда лог. 1 на выходе Т2 - код цифры десятков минут и т. д. На выходе S - импульсы с частотой 1 Гц для зажигания разделительной точки. Импульсы на выходе С служат для стробирования записи кодов цифр в регистр памяти микросхем К176ИД2 или К176ИДЗ, обычно используемых совместно с К176ИЕ12 и К176ИЕ13, импульс на выходе К может использоваться для гашения индикаторов во время коррекции показаний часов. Гашение индикаторов необходимо, поскольку в момент коррекции происходит остановка динамической индикации и при отсутствии гашения светится лишь один разряд с увеличенной в четыре раза яркостью.

На выходе HS - выходной сигнал будильника. Использование выходов S, К, HS не обязательно. Подача лог. 0 на вход V микросхемы переводит ее выходы 1, 2, 4, 8 и С в высокоимпедансное состояние.

При подаче питания на микросхемы в счетчик часов и минут и в регистр памяти будильника автоматически записываются нули. Для введения в счетчик минут начального показания следует нажать

кнопку SB1, показания счетчика начнут меняться с частотой 2 Гц от 00 до 59 и далее снова 00, в момент перехода от 59 к 00 показания счетчика часов увеличатся на единицу. Показания счетчика часов бу-дут также изменяться с частотой 2 Гц от 00 до 23 и снова 00, если нажать кнопку SB2. Если нажать кнопку SB3, на индикаторах появится время включения сигнала будильника. При одновременном нажатии кнопок SB1 и SB3 показание разрядов минут времени включения будильника будет изменяться от 00 до 59 и снова 00, однако переноса в разряды часов не происходит. Если нажать кнопки SB2 и SB3, будет изменяться показание разрядов часов времени включения будильника, при переходе из состояния 23 в 00 произойдет сброс показаний разрядов минут. Можно нажать сразу три кнопки, в этом случае будут изменяться показания как разрядов минут, так и часов.

Кнопка SB4 служит для пуска часов и коррекции хода в процессе эксплуатации. Если нажать кнопку SB4 и отпустить ее спустя одну секунду после шестого сигнала поверки времени, установится правильное показание и точная фаза работы счетчика минут. Теперь можно установить показания счетчика часов, нажав кнопку SB2, при этом ход счетчика минут не будет нарушен. Если показания счетчика минут находятся в пределах 00...39, показания счетчика часов при нажатии и отпускании кнопки SB4 не изменятся. Если же показания счетчика минут находятся в пределах 40...59, после отпускания кнопки SB4 показания счетчика часов увеличиваются на единицу. Таким образом, для коррекции хода часов независимо от того, опаздывали часы или спешили, достаточно нажать кнопку SB4 и отпустить ее спустя секунду после шестого сигнала поверки времени.

Стандартная схема включения кнопок установки времени обладает тем недостатком, что при случайном нажатии на кнопки SB1 или SB2 происходит сбой показаний часов. Если в схему рис. 205 добавить один диод и одну кнопку (рис. 206), показания часов можно будет изменять, лишь нажав сразу две кнопки - кнопку SB5 («Установ-

ка») и кнопку SB1 или SB2, что случайно сделать значительно менее вероятно.

Если показания часов и время включения сигнала будильника не со-впадают, на выходе HS микросхемы К176ИЕ13 лог. 0. При совпадении по-казаний на выходе HS появляются им-пульсы положительной полярности

с частотой 128 Гц и длительностью 488 мкс (скважность 16). При по-даче их через эмиттерный повторитель на любой излучатель сигнал напоминает звук обычного механического будильника.Сигнал пре-кращается, когда показания часов и будильника перестают совпадать.

Схема согласования выходов микросхем К176ИЕ12 и К176ИЕ13 с индикаторами зависит от их типа. Для примера на рис. 207 приве-дена схема для подключения полупроводниковых семисегментных индикаторов с общим анодом. Как катодные (VT12 - VT18), так и анодные (VT6, VT7, VT9, VT10) ключи выполнены по схемам эмит-терных повторителей. Резисторами R4 - R10 определяется импульс-ный ток через сегменты индикаторов.

Указанная на рис. 207 величина сопротивлений резисторов R4 -R10 обеспечивает импульсный ток через сегмент примерно 36 мА, что соответствует среднему току 9мА. При таком токе индикаторы АЛ305А, АЛС321Б, АЛС324Б и другие имеют достаточно яркое све-чение. Максимальный коллекторный ток транзисторов VT12 - VT18 соответствует току одного сегмента 36 мА и поэтому здесь можно ис-пользовать практически любые маломощные транзисторы р-n-р с до-пустимым током коллектора 36 мА и более.

Импульсные токи транзисторов анодных ключей могут достигать 7 х 36 - 252 мА, поэтому в качестве анодных ключей можно исполь-зовать транзисторы, допускающие указанный ток, с коэффициентом передачи тока базы h21э не менее 120 (серий КТ3117, КТ503, КТ815).

Если транзисторы с таким коэффициентом подобрать нельзя, можно использовать составные транзисторы (КТ315 + КТ503 или КТ315 + КТ502). Транзистор VT8 - любой маломощный, структуры n-р-n.

Транзисторы VT5 и VT11 - эмиттерные повторители для подключения излучателя звука будильника НА1, в качестве которого можно использовать любые телефоны, в том числе и малогабаритные от слуховых аппаратов, любые динамические головки, включенные через выходной трансформатор от любого радиоприемника. Подбором емкости конденсатора С1 можно добиться необходимой громкости звучания сигнала, можно также установить переменный резистор 200...680 Ом, включив его потенциометром между С1 и НА1. Выключатель SA6 служит для отключения сигнала будильника.

Если используются индикаторы с общим катодом, эмиттерные повторители, подключаемые к выходам микросхемы DD3, следует выполнить на транзисторах n-р-n (серии КТ315 и др.), а вход S DD3 соединить с общим проводом. Для подачи импульсов на катоды . индикаторов следует собрать ключи на транзисторах n-р-n по схеме с общим эмиттером. Их базы следует соединить с выходами Т1 - Т4 микросхемы DD1 через резисторы 3,3 кОм. Требования к транзисторам те же, что и к транзисторам анодных ключей в случае индикаторов с общим анодом.

Индикация возможна и при помощи люминесцентных индикаторов. В этом случае необходима подача импульсов Т1 - Т4 на сетки индикаторов и подключение объединенных между собой одноименных анодов индикаторов через микросхему К176ИД2 или К176ИДЗ к выходам 1, 2, 4, 8 микросхемы К176ИЕ13.

Схема подачи импульсов на сетки индикаторов приведена на рис. 208. Сетки С1, С2, С4, С5 - соответственно сетки знакомест единиц и десятков минут, единиц и десятков часов, СЗ - сетка разделительной точки. Аноды индикаторов следует подключить к выходам микросхемы К176ИД2, подключенной к DD2 в соответствии с включением DD3 на рис. 207 при помощи ключей, подобных ключам рис. 178 (б), 179,180, на вход S микросхемы К176ИД2 должна быть подана лог. 1.

Возможно использование микросхемы К176ИДЗ без ключей, ее вход S должен быть подключен к общему проводу. В любом случае аноды и сетки индикаторов должны быть через резисторы 22...100 кОм подключены к источнику отрицательного напряжения, которое по абсолютной величине на 5...10 В больше отрицательного напряжения, подведенного к катодам индикаторов. На схеме рис. 208 это резисторы R8 - R12 и напряжение -27 В.

Подачу импульсов Т1 - Т4 на сетки индикаторов удобно производить при помощи микросхемы К161КН2, подав на нее напряжения питания в соответствии с рис. 180.

В качестве индикаторов могут использоваться любые одноместные вакуумные люминесцентные индикаторы, а также плоские четырехместные индикаторы с разделительными точками ИВЛ1 - 7/5 и ИВЛ2 - 7/5, специально предназначенные для часов. В качестве DD4 схемы рис. 208 можно использовать любые инвертирующие логические элементы с объединенными входами.

На рис. 209 приведена схема согласования с газоразрядными индикаторами. Анодные ключи могут быть выполнены на транзисторах серий КТ604 или КТ605, а также на транзисторах сборок К166НТ1.

Неоновая лампа HG5 служит для индикации разделительной точки. Одноименные катоды индикаторов следует объединить и подключить к выходам дешифратора DD7. Для упрощения схемы можно исключить инвертор DD4, обеспечивающий гашение индикаторов на время нажатия кнопки коррекции.

Возможность перевода выходов микросхемы К176ИЕ13 в высокоимпедансное состояние позволяет построить часы с двумя вариантами показаний (например, MSK и GMT) и двумя будильниками, один из которых можно использовать для включения какого-либо устройства, другой - для выключения (рис. 210).

Одноименные входы основной DD2 и дополнительной DD2 микросхем К176ИЕ13 соединяют между собой и с другими элементами по схеме рис. 205 (можно с учетом рис. 206), за исключением входов Р и V. В верхнем по схеме положении переключателя SA1 сигналы

установки от кнопок SB1 - SB3 могут поступать на вход Р микросхемы DD2, в нижнем - на DD2'. Подачей сигналов на микросхему DD3 управляют секцией SA1.2 переключателя. В верхнем положении пе-реключателя SA1 лог. 1 поступает на вход V микросхемы DD2 и на входы DD3 проходят сигналы с выходов DD2. В нижнем положении переключателя лог. 1 на входе V микросхемы DD2' разрешает передачу сигналов с ее выходов.

В результате при верхнем положении переключателя SA1 можно управлять первыми часами и будильником и индицировать их состояние, в нижнем - вторыми.

Срабатывание первого будильника включает триггер DD4.1, DD4.2, на выходе DD4.2 появляется лог. 1, которую можно использовать для включения какого-либо устройства, срабатывание второго будильника выключает это устройство. Кнопки SB5 и SB6 также можно использовать для его включения и выключения.

При использовании двух микросхем К176ИЕ13 сигнал сброса на вход R микросхемы DD1 следует взять непосредственно с кнопки SB4. В этом случае коррекция показаний происходит, как при показанном на рис. 205 соединении, но блокировки кнопки SB4 «Корр.»

при нажатии кнопки SB3 «Буд.» (рис. 205), существующей в стандартном варианте, не происходит. При одновременном нажатии кнопок SB3 и SB4 в часах с двумя микросхемами К176ИЕ13 происходит сбой показаний, но не хода часов. Правильные показания восстанавливаются, если повторно нажать кнопку SB4 при отпущенной SB3.

МикросхемаК561ИЕ14 - двоичный и двоичнодесятичный четырехразрядный десятичный счет-чик (рис. 211). Ее отличие от микросхемы К561 ИЕ11 заключается в замене входа R на вход В - вход переключения модуля счета. При лог. 1 на входе В микросхема К561ИЕ14 производит двоичный счет, так же, как и К561ИЕ11, при лог. 0 на входе В - двоично-десятичный. Назначение остальных входов, режимы работы и правила включения для этой микросхемы такие же, как и для К561ИЕ11.

МикросхемаКА561ИЕ15 - делитель частоты с переключаемым коэффициентом деления (рис. 212). Микросхема имеет четыре управляющих входа Kl, K2, КЗ, L, вход для подачи тактовых импульсов С, шестнадцать входов для установки коэффициента деления 1-8000 и один выход.

Микросхема позволяет иметь несколько вариантов задания коэффициента деления, диапазон изменения его составляет от 3 до 21327. Здесь будет рассмотрен наиболее простой и удобный вариант, для которого, однако, максимально возможный коэффициент деления составляет 16659. Для этого варианта на вход КЗ следует постоянно подавать лог. 0.

Вход К2 служит для установки начального состояния счетчика, которая происходит за три периода входных импульсов при подаче на вход К2 лог. 0. После подачи лог. 1 на вход К2 начинается работа счетчика в режиме деления частоты. Коэффициент деления частоты при подаче лог. 0 на входы L и К1 равен 10000 и не зависит от сигналов, поданных на входы 1-8000. Если на входы L и К1 подать различные входные сигналы (лог.0 и лог. 1 или лог. 1 и лог. 0), коэффициент деления частоты входных импульсов определится двоично-десятичным кодом, поданным на входы 1-8000. Для примера на рис. 213 показана временная диаграмма работы микросхемы в режиме деления на 5, для обеспечения которого на входы 1 и 4 следует подать лог. 1, на входы 2, 8-8000 - лог. 0 (К1 не равно L).

Длительность выходных импульсов положительной полярности равна периоду входных импульсов, фронты и спады выходных импульсов совпадают со спадами входных импульсов отрицательной полярности.

Как видно из временной диаграммы, первый импульс на выходе микросхемы появляется по спаду входного импульса с номером, на единицу большим коэффициента деления.

При подаче лог. 1 на входы L и К1 осуществляется режим однократного счета. При подаче на вход К2 лог. 0 на выходе микросхемы появляется лог. 0. Длительность импульса начальной установки на входе К2 должна быть, как и в режиме деления частоты, не менее трех периодов входных импульсов. После окончания на входе К2 импульса начальной установки начнется счет, который будет происходить по спадам входных импульсов отрицательной полярности. После окончания импульса с номером, на единицу большим кода, установленного на

входах 1-8000, лог. 0 на выходе изменится на лог. 1, после чего изменяться не будет (рис. 213, К1 - L - 1). Для очередного запуска необходимо на вход К2 вновь подать импульс начальной установки.

Данный режим работы микросхемы подобен работе ждущего мультивибратора с цифровой установкой длительности импульса, следует только помнить, что в длительность входного импульса входит длительность импульса начальной установки и, сверх того, еще один период входных импульсов.

Если после окончания формирования выходного сигнала в режиме однократного счета на вход К1 подать лог. 0, микросхема перейдет в режим деления входной частоты, причем фаза выходных импульсов будет определяться импульсом начальной установки, поданным ранее в режиме однократного счета. Как уже указывалось выше, микросхема может обеспечить фиксированный коэффициент деления частоты, равный 10000, если на входы L и К1 подать лог. 0. Однако после импульса начальной установки, поданного на вход К2, первый выходной импульс появится после подачи на вход С импульса с номером, на единицу большим кода, установленного на входах 1-8000. Все последующие выходные импульсы будут появляться через 10000 периодов входных импульсов после начала предыдущего.

На входах 1-8 допустимые сочетания входных сигналов должны соответствовать двоичному эквиваленту десятичных чисел от 0 до 9. На входах 10-8000 допустимы произвольные сочетания, то есть возможна подача на каждую декаду кодов чисел от 0 до 15. В результате максимально возможный коэффициент деления К составит:

К - 15000 + 1500 + 150 + 9 = 16659.

Микросхема может найти применение в синтезаторах частоты, электромузыкальных инструментах, программируемых реле времени, для формирования точных временных интервалов в работе различных устройств.

МикросхемаК561ИЕ16 - четырнадцатиразрядный двоичный счетчик с последовательным переносом (рис. 214). У микросхемы два входа -вход установки начального состояния R и вход для подачи тактовых импульсов С.Установка триггеров счетчика в 0 производится при подаче на вход R лог. 1, счет - по спадам импульсов положительной полярности, подаваемых на вход С.

Счетчик имеет выходы не всех разрядов - отсутствуют выходы разрядов 21 и 22, поэтому, если

необходимо иметь сигналы со всех двоичных разрядов счетчика, следует использовать еще один счетчик, работающий синхронно и имеющий выходы 1, 2, 4, 8, например половину микросхемы К561ИЕ10 (рис. 215).

Коэффициент деления одной микросхемы К561ИЕ16 составляет 214 = 16384, при необходимости получения большего коэффициента деления можно выход 213 микросхемы соединить со входом еще одной такой же микросхемы или со входом СР любой другой микросхемы - счетчика. Если вход второй микросхемы К561ИЕ16 подключить к выходу 2^10 предыдущей, можно за счет уменьшения разрядности счетчика получить недостающие выходы двух разрядов второй микросхемы (рис. 216). Подключая ко входу микросхемы К561ИЕ16 половину микросхемы К561ИЕ10, можно не только получить недостающие выходы, но и увеличить разрядность счетчика на единицу (рис. 217) и обеспечить коэффициент деления 215 =32768.

Микросхему К561ИЕ16 удобно применять в делителях частоты с перестраиваемым коэффициентом деления по схеме, аналогичной рис. 199. В этой схеме элемент DD2.1 должен иметь столько входов, сколько единиц в двоичном представлении числа, определяющего необходимый коэффициент деления. Для примера на рис. 218 приведена схема делителя частоты с коэффициентом пересчета 10000. Двоичный эквивалент десятичного числа 10000 составляет 10011100010000, необходим элемент И на пять входов, которые должны быть подключены к выходам 2^4=16,2^8 =256,2^9= 512,2^10=1024 и 2^13=8192. Если необходимо подключение к выходам 2^2 или 2^3, следует использовать схему рис. 215 или 59, при коэффициенте более 16384 - схему рис. 216.

Для перевода числа в двоичную форму его нацело следует разделить на 2, остаток (0 или 1) записать. Получившийся результат вновь разделить на 2, остаток записать и так далее, пока после деления не останется нуль. Первый остаток является младшим разрядом двоичной формы числа, последний - старшим.

МикросхемаК176ИЕ17 - календарь. Она содержит счетчики дней недели, чисел месяца и месяцев. Счетчик чисел считает от 1 до 29, 30 или 31 в зависимости от месяца. Счет дней недели производится от 1 до 7, счет месяцев - от 1 до 12. Схема подключения микросхемы К176ИЕ17 к микросхеме К176ИЕ13 часов приведена на рис. 219. На выходах 1-8 микросхемы DD2 присутствуют поочередно коды цифр числа и месяца аналогично кодам часов и минут на выходах

микросхемы К176ИЕ13. Подключение индикаторов к указанным вы-ходам микросхемы К176ИЕ17 производится аналогично их подключению к выходам микросхемы К176ИЕ13 с использованием импульсов записи с выхода С микросхемы К176ИЕ13.

На выходах А, В, С постоянно присутствует код 1-2-4 порядкового номера дня недели. Его можно подать на микросхему К176ИД2 или К176ИДЗ и далее на какой-либо семисегментный индикатор, в результате чего на нем будет индицироваться номер дня недели. Однако более интересной является возможность вывода двухбуквенного обозначения дня недели на цифробуквенные индикаторы ИВ-4 или ИВ-17, для чего необходимо изготовить специальный преобразователь кода.

Установка числа, месяца и дня недели производится аналогично установке показаний в микросхеме К176ИЕ13. При нажатии кнопки SB1 происходит установка числа, кнопки SB2 - месяца, при совместном нажатии SB3 и SB1 - дня недели. Для уменьшения общего

числа кнопок в часах с календарем можно использовать кнопки SB1 -SB3, SB5 схемы рис. 206 для уста-новки показаний календаря, переключая их общую точку тумблером со входа Р микросхемы К176ИЕ13 на вход Р микросхемы К176ИЕ17. Для каждой из указанных микросхем цепь R1C1 должна быть своя подобно схеме рис. 210.

Подача лог. 0 на вход V микросхемы переводит ее выходы 1-8 в высокоимпедансное состояние. Это свойство микросхемы позволяет относительно несложно организовать поочередную выдачу показаний часов и календаря на один четырехразрядный индикатор (кроме дня недели). Схема

подключения микросхемы К176ИД2 (ИДЗ) к микросхемам ИЕ13 и ИЕ17 для обеспечения указанного режима приведена на рис. 220, цепи соединения микросхем К176ИЕ13, ИЕ17 и ИЕ12 между собой не показаны. В верхнем по схеме положении переключателя SA1 («Часы») выходы 1-8 микросхемы DD3 находятся в высокоимпедансном состоянии, выходные сигналы микросхемы DD2 через резисторы R4 - R7 поступают на входы микросхемы DD4, индицируется состояние микросхемы DD2 - часы и минуты. При нижнем положении переключателя SA1 («Календарь») выходы микросхемы DD3 активизируются, и теперь уже микросхема DD3 определяет входные сигналы микросхемы DD4. Переводить выходы микросхемы DD2 в высокоимпедансное состояние, как это сделано в схеме

рис. 210, нельзя, так как при этом перейдет в высокоимпедансное состояние и выход С микросхемы DD2, а аналогичного выхода микросхема DD3 не имеет. В схеме рис. 220 реализовано упомянутое выше использование одного комплекта кнопок для установки показаний часов и календаря. Импульсы от кнопок SB1 - SB3 поступают на вход Р микросхемы DD2 или DD3 в зависимости от положения того же переключателя SA1.

МикросхемаК176ИЕ18 (рис. 221) по своему строению во многом напоминает К176ИЕ12. Ее основным отличием является выполнение выходов Т1 - Т4 с открытым стоком, что позволяет подключать сетки вакуумных люминесцентных индикаторов к этой микросхеме без согласующих ключей.

Для обеспечения надежного запирания индикаторов по их сеткам скважность импульсов Т1 - Т4 в микросхеме К176ИЕ18 сделана несколько более четырех и составляет 32/7. При подаче лог. 1 на вход R микросхемы на выходах Т1 - Т4 лог. 0, поэтому подача специального сигнала гашения на вход К микросхем К176ИД2 и К176ИДЗ не требуется.

Вакуумные люминесцентные индикаторы зеленого свечения в темноте кажутся значительно более яркими, чем на свету, поэтому желательно иметь возможность изменения яркости индикатора. Микро-схема К176ИЕ18 имеет вход Q, подачей лог. 1 на этот вход можно в 3,5 раза увеличить скважность импульсов на выходах Т1 - Т4 и во

столько же раз уменьшить яркость свечения индикаторов. Сигнал на вход Q можно подать или с переключателя яркости, или с фоторезистора, второй вывод которого подключен к плюсу питания. Вход Q в этом случае следует соединить с общим проводом через резистор 100 к0м...1 МОм, который необходимо подобрать для получения требуемого порога внешней освещенности, при котором будет происходить автоматическое переключение яркости.

Следует отметить, что при лог. 1 на входе Q (малая яркость) установка показаний часов не действует.

Микросхема К176ИЕ18 имеет специальный формирователь звукового сигнала. При подаче импульса положительной полярности на вход HS на выходе HS появляются пачки импульсов отрицательной полярности с частотой 2048 Гц и скважностью 2. Длительность пачек - 0,5 с, период повторения - 1 с. Выход HS выполнен с открытым стоком и позволяет подключать излучатели с сопротивлением 50 Ом и выше между этим выходом и плюсом питания без эмиттерного повторителя. Сигнал присутствует на выходе HS до окончания очередного минутного импульса на выходе М микросхемы.

Следует отметить, что допустимый выходной ток микросхемы К176ИЕ18 по выходам Т1 - Т4 составляет 12 мА, что значительно превышает ток микросхемы К176ИЕ12, поэтому требования к коэффициентам усиления транзисторов в ключах при применении микросхем К176ИЕ18 и полупроводниковых индикаторов (рис. 207) значительно менее жестки, достаточно h21э > 20. Сопротивление базовых

резисторов в катодных ключах может быть уменьшено до 510 Ом при h21э > 20 или до 1к0м при h21э > 40.

Микросхемы К176ИЕ12, К176ИЕ13, К176ИЕ17, К176ИБ18 допускают напряжение питания такое же, как и микросхемы серии К561 - от 3 до 15 В.

МикросхемаК561ИЕ19 - пятиразрядный сдвигающий регистр с возможностью параллельной записи информации, предназначенный для построения счетчиков с программируемым модулем счета (рис. 222). Микросхема имеет пять информационных входов для параллельной записи D1 -D5, вход информации для последовательной записи DO, вход параллельной записи S, вход сброса R, вход для подачи тактовых импульсов С и пять инверсных выходов 1-5.

Вход R является преобладающим - при подаче на него лог. 1 все Триггеры микросхемы устанавливаются в 0, на всех выходах появляется лог. 1 независимо от сигналов на других входах. При подаче на вход R лог. 0, на вход S лог. 1 происходит запись информации со входов D1 - D5 в триггеры микросхемы, на выходах 1-5 она появляется в инверсном виде.

При подаче на входы R и S лог. 0 возможен сдвиг информации в триггерах микросхемы, который будет происходить по спадам импульсов отрицательной полярности, поступающим на вход С. В первый триггер ин-формация будет записываться со входа D0.

Если соединить вход DO с одним из выходов 1-5, можно получить счетчик с коэффициентом пересчета 2, 4, 6, 8, 10. Для примера на рис. 223 показана временная диаграмма работы микросхемы в режиме деления на 6, который организуется в случае соединения входа D0 с выходом 3. Если необходимо получить нечетный коэффициент

пересчета 3,5,7 или 9, следует использовать двухвходовый элемент И, входы которого подключить соответственно к выходам 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4,4 и 5, выход - ко входу DO. Для примера на рис. 224 приведена схема делителя частоты на 5, на рис. 225 - временная диаграмма его работы.

Следует иметь в виду, что использование микросхемы К561ИЕ19 в качестве сдвигающего регистра невозможно, так как она содержит цепи коррекции, в результате чего комбинации состояний триггеров, не являющиеся рабочими для счетного режима, автоматически исправляются. Наличие цепей коррекции позволяет

аналогично использованию микросхем К561ИЕ8 и К561 ИЕ9 не подавать импульс начальной установки на счетчик, если фаза выходных импульсов не важна.

МикросхемаКР1561ИЕ20 (рис. 226) - двенадцатиразрядный двоичный счетчик с коэффициентам деления 2^12 = 4096. У нее два входа - R (для установки нулевого состояния) и С (для подачи тактовых импульсов). При лог. 1 на входе R счетчик устанавливается в нулевое состояние, а при лог. 0 - считает по спадам поступающих на вход С импульсов положительной полярности. Микросхему можно использовать для деления частоты на коэффициенты, являющиеся степенью числа 2. Для построения делителей с другим коэффициентом деления можно воспользоваться схемой для включения микросхемы К561ИЕ16 (рис. 218).

МикросхемаКР1561ИЕ21 (рис. 227) - синхронный двоичный счетчик с возможностью параллельной записи информации по спаду тактового

импульса. Микросхема функционирует аналогично К555ИЕ10 (рис. 38).

2.3.3. Регистры

Микросхемы564ИР1 и К176ИР10 - восемнадцатиразрядные сдвигающие регистры (рис. 228), разделенные на четыре секции с общим входом С для подачи тактовых импульсов.

Секция со входом D1 - четырехразрядная, имеет выход только в последнем, четвертом разряде. Секция со входом D5 - пятиразрядная, имеет выходы в четвертом (8) и пятом (9) разрядах. Секции со входами D10 и D14 аналогичны рассмотренным выше. Запись информации со входов D1, D5, D10, D14 и ее сдвиг происходят по спадам импульсов положительной полярности, подаваемых на вход С. Особенности построения триггеров микросхемы К176ИР10 требуют, чтобы длительность тактовых импульсов не превышала 30 мкс.

Микросхема К176ИР2 (рис. 228) - сдвигающий регистр. Она имеет две одинаковые независимые секции по четыре разряда. Каждая секция имеет три входа - вход R для установки триггеров в нулевое

состояние, установка происходит при подаче лог. 1 на этот вход, вход С, по спадам импульсов отрицательной полярности на этом входе происходит запись информации со входа D в первый разряд регистра и сдвиг информации в сторону возрастания номеров. Для получения сдвигающего регистра с большим числом разрядов можно соединять входы D секций регистров с выходами 4 предыдущих разрядов и объединять одноименные входы С и R между собой.

МикросхемаК176ИРЗ (рис. 228) - четырехразрядный сдвигаю-щий регистр. Запись информации со входа D0 и ее сдвиг происходят по спадам импульсов отрицательной полярности, подаваемых на вход С1 при лог. 0 на входе S. Параллельная запись информации со входов D1 - D4 происходит по спадам импульсов отрицательной полярности на входе С2 при лог. 1 на входе S. При объединении входов С1 и С2 выбор режима сдвига или записи производится по входу S. Если объединить входы С1 и S, специального сигнала управления не требуется.

Соединение входов D1 - D3 с выходами 2-4 превращает микросхему в реверсивный сдвигающий регистр.

МикросхемаК561ИР6 - многофункциональный восьмиразрядный сдвигающий регистр (рис. 228). Микросхема имеет две группы информационных выводов - А1 - А8 и В1 - В8, каждая из которых может быть входами или выходами при параллельной записи и считывании, вход для последовательной записи информации D, входы управления P/S, A/S, А/В, ЕА, вход для подачи тактовых импульсов С. Сигналами на входах P/S, A/S, А/В, ЕА производится выбор режима работы микросхемы. Вход P/S (параллельный/последовательный) является преобладающим. При лог. 0 на этом входе независимо, от состояния других входов регистр переходит в режим последовательной записи информации со входа D по спадам импульсов отрицательной полярности на входе С и сдвига ее вправо (вниз по рис. 228). При лог. 1 на входе P/S регистр переходит в режим параллельной записи. Запись производится или по спадам импульсов отрицательной полярности на входе С (синхронная запись), при этом на входе A/S (асинхронно/синхронно) должен быть лог. 0, или по импульсам положительной полярности на входе A/S (асинхронная запись), при этом на входе С должны быть лог. 0 или лог. 1, но сигнал должен быть фиксированным. Какая из групп входов А или В при этом является входом, а какая - выходом, определяется сигналом на входе А/В -

если на этом входе лог. 1, входами являются выводы А1 - А8, выходами В1 - В8, при лог. 0 на входе А/В входы - В1 - В8, выходы А1 -А8. Независимо от сигнала на входе А/В лог. 0 на входе ЕА отключает группу выводов А от триггеров регистра. Если при этом на входе А/В лог. 0, возможна параллельная запись по группе В, но невозможно считывание по группе А, если на входе А/В лог. 1 - производится считывание по В, но невозможна запись по группе А, и при изменении сигналов на входах A/S и С состояние триггеров регистра не изменяется.

Выбор выходов при последовательной записи информации со входа D производится также сигналами на входах А/В и ЕА - при лог. 1 на входе А/В и произвольном сигнале на входе ЕА выходами является группа В, при лог. 0 на входе А/В и лог. 1 на входе ЕА выходы - группа А, при лог. 0 на входах А/В и ЕА обе группы А и В находятся в высокоимпедансном состоянии, считывание из регистра невозможно.

При включении нескольких микросхем К561ИР6 для увеличения числа разрядов одноименные управляющие входы и входы С микросхем следует объединить. При необходимости работы нескольких микросхем в режиме сдвига входы D последующих микросхем нужно подключить к выходам А8 или В8 предыдущих, при этом во время сдвига необходимо соответствующие группы выводов обязательно переводить в режим выхода, при использовании одиночной микросхемы этого не требуется.

Микросхема К561ИР6 может широко использоваться в аппаратуре в самых различных вариантах - от простейшего однонаправленного буфера до узла запоминания и коммутации данных, приходящих в последовательном или параллельном коде с двух направлений. Некоторые примеры использования этой микросхемы приведены в табл. 8, в ней указаны режим применения, входы и сигналы, которые надо зафиксировать для обеспечения этого режима, направление передачи сигнала и сигналы, подаваемые на используемые входы управления микросхемы. Знак <<Х>>указывает на то, что на данный вход может быть подан произвольный сигнал, знак «П» - на подачу импульса положительной полярности, знак «1» - срабатывание по спаду импуль-са отрицательной полярности. Знак <Z> означает высокоимпедансное состояние выхода.

Микросхема К561ИР9 - четырехразрядный сдвигающий регистр (рис. 228). Она имеет четыре выхода и следующие входы: вход сброса R,

вход для подачи тактовых импульсов С, вход выбора режима S, вход выбора полярности сигнала Р, входы для подачи информации при последовательной записи J и К и входы подачи информации при параллельной записи Dl, D2, D3, D4.

Вход R является преобладающим - при подаче на него лог. 1 независимо от состояния других входов все триггеры микросхемы устанавливаются в 0. Если на входе R лог. О, возможна запись информации в триггеры микросхемы. При лог. 1 на входе выбора режима S по спаду импульса отрицательной полярности на входе С произойдет параллельная запись информации в триггеры регистра со входов Dl - D4. Если на входе S лог. О, по спаду импульса отрицательной полярности на входе С произойдет запись информации со входов J и К в триггер с выходом 1 и сдвиг информации в остальных триггерах в сторону возрастания номеров выходов. Информация, которая будет записана в первый триггер, определяется состоянием входов J и К перед подачей спада импульса отрицательной полярности на вход С. Если объединить между собой входы J и К, будет производиться запись информации, имеющейся на этих объединенных входах. Если на вxoд J подать лог. 0, на вход К - лог. 1, изменения информации в первом триггере по спаду импульса отрицательной полярности на входе С не произойдет. При лог. 1 на входе J и лог. 0 на входе К первый триггер микросхемы переходит в счетный режим и меняет свое состояние на противоположное на каждый спад импульса отрицательной полярности на входе С.

Полярностью сигналов на выходах 1-4 регистра можно управлять подачей управляющего сигнала на вход Р - при лог. 1 на этом входе выходные сигналы выдаются в прямом коде, при лог. 0 - инвертируются.

Для построения сдвигающего регистра с числом разрядов более четырех достаточно соединить выходы 4 микросхем младших разрядов с объединенными входами J и К микросхем следующих разрядов (рис. 229). Входы С, R, S различных микросхем следует соединить между собой, а на входы Р подать лог. 1.

Для построения реверсивного сдвигающего регистра информационные входы микросхем J, К, Dl - D4 следует соединить с выходами в соответствии с рис. 230, входы С, R, S, Р - в соответствии с рис. 229. При лог. 0 на объединенных входах S будет происходить сдвиг информации в сторону возрастания номеров выходов (сверху вниз по схеме рис. 230), при лог. 1 - в сторону уменьшения (снизу вверх). Параллельная запись информации в такой регистр невозможна.

Микросхема564ИР13 (рис. 231) - специальный регистр, предназначенный для построения аналого-цифровых преобразователей, работающих по принципу последовательного приближения, с числом разрядов до 12. Логика работы микросхемы полностью соответствует работе микросхемы К155ИР17 (см. рис. 60-63).

Микросхема КР1561ИР14 (рис. 228) - четырехразрядный регистр хранения информации с возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние. Логика ее работы совпадает с работой микросхемы К155ИР15 (см. рис. 57,58).

МикросхемаКР1561ИР15 (рис. 228) - универсальный четырехразрядный сдвигающий ре-

гистр, позволяющий производить как параллельную запись информации, так и ее сдвиг вправо и влево, она работает так же, как и К555ИР11 (см. рис. 50, 51).

2.4.1. Дешифраторы и преобразователи кодов

МикросхемыК176ИД1 и К561ИД1 (рис. 232) -дешифраторы на 10 выходов. Микросхемы имеют 4 входа для подачи кода 1-2-4-8. Выходной сигнал лог. 1 появляется на том выходе дешифратора, номер которого соответствует десятичному эквиваленту входного кода, на остальных выходах дешифратора при этом лог. 0. При подаче на входы кодов, соответствующих десятичным числам, превышающим 9, активизируются выходы 8 или 9 в зависимости от сигнала, поданного на вход 1 -

при лог. 0 на этом входе лог. 1 появляется на выходе 8, при лог. 1 - на выходе 9. Микросхемы не имеют специального входа стробирования, однако для построения дешифраторов с числом выходов более 10 можно использовать для стробирования вход 8 микросхем, так как выходной сигнал может появиться на выходах 0-7 лишь при лог. 0 на входе 8(рис. 233,234).

МикросхемаК176ИД2 (рис. 235) - преобразователь двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора, включает в себя также триггеры, позволяющие запомнить входной код. Микросхема имеет четыре информационных входа для подачи кода 1-2-4-8 и три управляющих входа. Вход S, так же как и в микросхемах К176ИЕЗ и К176ИЕ4, определяет полярность выходных сигналов: при лог. 1 на входе S на выходах лог. 0 для зажигания сегментов, при лог. 0 на вхо-де S - лог. 1 для зажигания. При подаче лог. 1 на вход К происходит гашение индицируемого знака, лог. 0 на входе К разрешает индикацию. Вход С управляет работой триггеров памяти - при подаче на вход С лог. 1 триггеры превращаются в повторители и изменение входных сигналов на входах 1-2-4-8 вызывает соответствующее изме-нение выходных сигналов. Если же на вход С подать лог.0,запоминаются сигналы, имевшиеся на входах перед подачей лог. 0, микросхема на изменение сигналов на входах 1-2-4-8 не реагирует.

Согласование выходов микросхем К176ИД2 с семисегментными индикаторами может производиться так же, как и выходов счетчиков К176ИЕЗ и К176ИЕ4. Ток короткого замыкания микросхем К176ИД2 выше, чем у счетчиков, и численно в миллиамперах примерно равен напряжению питания в вольтах. Поэтому можно непосредственно подключать выходы микросхем К176ИД2 к электродам полупроводниковых семисегментных индикаторов серий АЛ305, АЛС321, АЛС324, помня, конечно, о том, что разброс яркости свечения при этом может быть заметен, а сама яркость может быть меньше номинальной. МикросхемаК176ИДЗ имеет ту же разводку выводов и ту же логику работы, что и К176ИД2. Отличие заключается в том, что выходные каскады микросхемы выполнены с «открытым» стоком, поэтому их можно подключать непосредственно к анодам вакуумных люминесцентных индикаторов (рис. 179 с исключенными сборками DA1, DA2). Управляющий вход S микросхемы К176ИДЗ должен быть при этом соединен с общим проводом.

Микросхема564ИД4 - преобразователь двоично-десятичного кода в код семисегментного индикатора (рис. 235), предназначена прежде всего для управления жидкокристаллическими индикаторами. Так же, как и микросхема К176ИД2, преобразователь позволяет изменять полярность выходных сигналов подачей сигнала управления на вход S - при лог. 0 включению сегментов соответствуют лог. 1 на выходах а - g, при лог. 1 на входе S включению сегментов соответствуют лог. 0. Так же, как и микросхема 564УМ1, микросхема имеет три вывода питания и увеличенную амплитуду выходных сигналов. Это позволяет при напряжении питания большей части микросхем 3...5 В управлять и такими индикаторами, которые требуют напряжение 10-15 В

Подключение жидкокристаллического индикатора к микросхеме 564ИД4 проиллюстрировано на рис. 236. На вход S микросхемы подается меандр с частотой 30...200 Гц, этот сигнал проходит без инверсии на выход Р, увеличиваясь по амплитуде, как это описано выше для микросхемы 564УМ1. При подаче на входы 1-8 двоичного кода знака на выходах, соответствующих

сегментам, которые надо индицировать, напряжение начинает меняться в противофазе с напряжением на выходе Р, и эти сегменты становятся темными. На тех же выходах, которые соответствуют неиндицируемым сегментам, напряжение меняется синфазно с напря-жением на выходе Р, и сегменты неотличимы от фона. При подаче на входы кодов чисел 0...9 на индикаторе формируется изображение соответствующих цифр, для кодов 10...13 индицируются буквы «L», «Н», «Р», «А», для кода 14 - знак «минус», при подаче кода 15 происходит гашение индикатора.

Нагрузочная способность микросхемы такая же, как у 564УМ1, что позволяет использовать микросхему для управления светодиодными индикаторами как с общим анодом, так и с общим катодом без токоограничительных резисторов при напряжении питания 5...10 В и с ограничительными резисторами при 10...15 В.

Микросхема564ИД5 отличается от 564ИД4 наличием на ее входах 1-2-4-8 статического регистра хранения информации со входом записи С и отсутствием выхода Р (рис. 235). Запись в регистр происходит так же, как и в регистр микросхем К176ИД2 и К176ИДЗ, при

подаче на вход С импульса положительной полярности, регистр при этом «прозрачен» и пропускает на свои выходы (на входы преобразователя кода) информацию со входов. В режим хранения регистр переходит в момент спада входного импульса.

Интересно отметить, что одноименные входы и выходы микросхем К176ИД2, К176ИДЗ, 564ИД4,564ИД5 разведены на выводы с одинаковыми номерами.

На рис. 237 приведен пример использования микросхем 564ИД5 и 564УМ1 для управления индикатором ИЖКЦ2-5/12. Этот пятиразрядный индикатор предназначен для использования в цифровом частотомере и, кроме возможности индикации пяти цифр, имеет четыре десятичные запятые (сегменты h) и символ «Гц», перед которым могут индицироваться символы «к» или «М».

На микросхемы DD1 - DD5 подводятся коды цифр от микросхем счетчиков, на DD6 - на вход D, соответствующий необходимой запятой - лог. 1, на остальные входы - лог. 0. При подаче импульса положительной полярности на входы С происходит запоминание информации в регистрах микросхем. На входы D двух нижних триггеров микросхемы DD6 поданы разнополярные сигналы, а на входы

S всех микросхем - меандр с частотой 30...200 Гц. В результате на выводы «Гц» и «Общ.» индикатора HL1 приходят противофазные сигналы и символы «Гц» постоянно индицируются. При необходимости индикации символов «к» или «М» на соответствующие входы микросхемы DD7 следует подать лог. 1, при отсутствии такой необходимости - лог. 0.

МикросхемаКР1561ИД6 - два стробируемых дешифратора на два входа и четыре прямых выхода (рис. 238). При лог. 0 на входе S лог. 1 появляется на том выходе дешифратора, номер которого соответствует

десятичному эквиваленту входного кода, поданному на входы 1 и 2. При лог. 1 на входе S на всех выходах дешифратора лог. 0.

МикросхемаКР1561ИД7 - два аналогичных дешифратора с инверсными выходами (рис. 238). Наличие инверсных выходов позволяет удобно использовать такую микросхему для стробирования дешифраторов при их соединении для увеличения числа входов (рис. 239), а также описываемых далее мультиплексоров.

При необходимости построения дешифратора на 8 выходов из микросхем КР1561ИД6 или КР1561ИД7 их следует дополнить одним инвертором (рис. 240).

Микросхема564ИК2 (рис. 241) не является комбинационной, так же как при строгом отношении не являются комбинационными микросхемы К176ИД2, К176ИДЗ и 564ИД5, содержащие регистры хранения информации, но их удобно рассматривать в этом разделе как наиболее близкие к дешифраторам и преобразователям кода. Микросхема 564ИК2 предназначена для управления пятиразрядным полупроводниковым семисегментным индикатором или пятью отдельными индикаторами в динамическом режиме. Она содержит преобразователь двоичного кода 1-2-4-8 в код семисегментного индикатора (входы 1, 2, 4, 8 и Е, выходы а, Ь, с, d, e, f, g), генератор на инвертирующем триггере Шмитта (вход Т, выход G), счетчик-делитель на 5, вход которого подключен к выходу генератора. В свою очередь

выходы счетчика 1, 2, 4 подключены ко входам дешифратора, имеющего пять инверсных выходов HL1 - HL5.

Преобразователь двоичного кода в код семисегментного индикатора имеет выходы с открытым стоком транзисторов с каналом р-типа. Он обеспечивает на семисегментном индикаторе с общим катодом индикацию цифр 0-9 при подаче на его входы соответствующего двоичного кода и букв «A», «b»,

«С», «d», «Е>>, «F» при подаче кода, соответствующего десятичным числам от 10 до 15. Форма индицируемых букв показана на рис. 242.

Преобразователь по техническим условиям обеспечивает при вытекающем выходном токе 10 мА и напряжении питания 10 В выходное напряжение не менее 9 В. В те моменты, когда на выходах преобразователя нет лог. 1, выходы находятся в высокоимпедансном состоянии.

Разрешение на включение индикатора обеспечивается подачей на вход Е лог. 1, при лог. 0 на этом входе происходит гашение индикатора.

Для нормальной работы генератора к его выводам следует подключить RC-цепь (резистор между выводами Т и G, конденсатор между выводом

Т и общим проводом). Сопротивление резистора может составлять 10 кОм.,.5 МОм, емкость конденсатора 100 пф и более. Частота генерации может быть приближенно определена по формуле:

f = k/RC,

где к = 700, 400, 350 и 300 для напряжения питания 3, 5, 10 и 15 В соответственно, частота выражена в герцах, сопротивление - в килоомах, емкость - в микрофарадах. Для сопротивления резистора 100 кОм и емкости конденсатора 0,01 мкФ частота составит от 100 до 300 Гц, при такой частоте мелькания индикатора незаметны. Счетчик при подаче на него импульсов от генератора обеспечивает на своих

выходах 1, 2, 4 поочередное появление двоичных кодов чисел 0...4, а на выходах дешифратора HL5 - HL1 лог. 0 (рис. 243). Следует иметь в виду, что в те моменты, когда на выходах HL5 - HL1 нет лог. 0, они находятся в высокоимпедансном со-стоянии, так как выполнены с открытым стоком транзисторов с каналом n-типа. По техническим условиям в состоянии лог. 0 при напряжении питания 10 В и выходном втекающем токе 80 мА выходное напряжение не превышает 1 В.

Нагрузочная способность выходов счетчика 1, 2, 4 составляет 1,3 мА при напряжении питания 10 В и выходном напряже-

нии 1 В в состоянии лог. 0, такая же нагрузочная способность и при выходном напряжении 9 В в состоянии лог. 1.

Входные импульсы тактовой частоты для работы счетчика могут быть поданы от внешнего генератора на вход Т, в этом случае резистор и конденсатор не нужны, выход G не используется.

Схема включения микросхемы для работы на пять семисегментных индикаторов с общим катодом приведена на рис. 244. Мультиплексоры DD2 - DD5 служат для подачи на входы преобразователя микро-схемы DD6 кодов индицируемых цифр с пятиразрядного источника (счетчика, регистра), мультиплексор DD1 с переключателем SA1 определяют положение запятой. Если запятая фиксирована, ее включение можно обеспечить в соответствии со схемой рис. 245. Диод VD1 включен в разрыв проводника, идущего от выхода микросхемы DD6 рис. 244 к катоду индикатора, в котором необходимо включить запятую, резистор R2 подключается к сегменту h этого индикатора. Диод необходим для исключения обратного смещения светодиодов индикатора.

Инвертор DD1.1 в схеме рис. 245 - любой КМОП инвертирующий элемент. Если в качестве DD1.1 использовать элемент микросхем К561ЛН2 или К176ПУ1, К176ПУ2, транзистор VT1 не нужен. Вход Е DD6 может использоваться не только для гашения индикаторов, но и для регулировки их яркости за счет изменения скважности подава-емых на этот вход импульсов, как это проиллюстрировано на рис. 246. Дифференцирующая цепочка R1R2C1 позволяет менять длительность импульсов, подаваемых на входы Е микросхем DD6 и DD1

рис.244, и элемента DD1.1 рис. 245. В последнем случае элемент DD1.1 должен иметь не менее двух входов и выполнять функцию ИЛИ-НЕ.

Аналогично может быть подключен и пятиразрядный полупроводниковый индикатор АЛС311А.

Полупроводниковые индикаторы можно заменить на вакуумные люминесцентные индикаторы (или один многоразрядный), включив

их в соответствии с рис. 247. Используемые в этом случае транзисторы р-n-р должны быть кремниевыми с допустимым напряжением коллектор - эмиттер не менее 30 В. Так же, как и при использовании полупроводниковых индикаторов, возможна регулировка яркости.

Реальная нагрузочная способность микросхемы значительно больше паспортной. При напряжении на выходах HL1 - HL5 1 В выходной втекающий ток составляет около 70, 150, 270 и 350 мА при напряжении питания 3, 5, 10, 15 В соответственно. Выходной вытекающий ток по выходам а - g при выходном напряжении на 1 В меньше напряжения питания имеет величину, примерно в 10 раз меньшую. Это позволяет подключать к выходам микросхемы при напряжении питания 10...15 В практически любые светодиодные индикаторы с общим катодом, подобрав соответствующим образом токоограничительные резисторы.

При использовании полупроводниковых индикаторов с большим размером знаков (например, АЛС335А) и напряжении питания 5 В выходных токов микросхемы может не хватить для обеспечения нормальной яркости свечения. В этом случае выходы а - g следует умонить семью эмиттерными повторителями на транзисторах n-р-n, например КТ315, выходы HL1 - HL5 - повторителями на транзисторах р-n-р средней мощности (например, КТ502).

Большие выходные токи по выходам HL1 - HL5 позволяют использовать микросхему 564ИК2 в качестве распределителя с релейными

выходами (рис. 248). Обмотки реле в этом устройстве должны быть рассчитаны на напряжение питания микросхемы и на рабочий ток, не превышающий указанный выше для выходов HL1 - HL5.

Полярность тока выходов HL1 - HL5 удобна для непосредственного управления симисторами серии КУ208. На рис. 249 приведена схема простейшего варианта «бегущих огней» с использованием микросхемы 564ИК2.

Неиспользуемые входы микросхемы в схемах рис. 248 и 249 следует соединить с общим проводом или плюсом питания.

2.4.2. Ключи и мультиплексоры

МикросхемыК176КТ1, К561КТЗ, КР1561КТЗ

(рис. 250) содержат по четыре аналоговых ключа. Каждый ключ имеет три вывода - два информационных А и В и один управляющий С. При подаче лог. 0 на вход С информационные выводы разомкнуты между собой и паспортный ток утечки между ними не превышает 2 мкА (реально значительно меньше). При подаче лог. 1 на вход С сопротивление ключа уменьшается до нескольких сотен Ом. Это сопротивление нелинейно и зави-

сит от напряжения между информационным выводом, на который подается входной сигнал, и общим проводом. Максимальное сопротивление ключ имеет при указанном напряжении, близком к половине напряжения питания, минимальное - при .напряжении, близком к нулю или напряжению питания.

В табл. 9 приведены минимальное и максимальное сопротивление открытого ключа при изменении напряжения на его информационном входе при различных напряжениях питания. Как видно из таблицы, при напряжении питания 3...5 В ключ К176КТ1 может пропускать сигнал, лишь близкий к напряжению питания или нулю, то есть только цифровой сигнал. Аналоговый сигнал, меняющийся в диапазоне от нуля до напряжения питания, ключ К176КТ1 может пропускать лишь при напряжении питания 9...15 В. Для ключей микросхемы К561КТЗ диапазон напряжений питания, при котором возможно пропускание аналогового сигнала - от 5 до 15 В. Для получения малых нелинейных искажений при коммутации аналоговых сигналов

сопротивление нагрузки должно иметь величину порядка 100 кОм и более. В любом случае амплитудные значения коммутируемого сигнала не должны быть выше напряжения источника питания и ниже нуля.

МикросхемыК561КП1 и КР1561КП1 содержат по два четырехвходовых мультиплексора. Микросхемы имеют два адресных входа 1 и 2, общие для обоих мультиплексоров, общий вход стробирования S, информационные входы ХО - ХЗ первого мультиплексора и его выход, входы Y0 - Y3 второго мультиплексора и его выход. Два варианта изображения микросхемы КП1 приведены на рис. 251.

При подаче на адресные входы 1 и 2 двоичного кода адреса и на вход S лог. 0 выходы мультиплексоров соединяются со входами, номера которых соответствуют десятичному эквиваленту кода адреса. Если на входе S лог. 1, выходы мультиплексоров отключаются от входов и переходят в высокоимпедансное состояние. Соединение входов с выходом мультиплексора происходит аналогично соединению в микросхемах К176КТ1, К561КТЗ и КР1561КТЗ при помощи двунаправленных ключей на комплементарных МОП-транзисторах. Передаваемый через мультиплексор сигнал может быть как аналоговым,

так и цифровым, он может передаваться как со входов на выход (микросхема работает в режиме мультиплексора), так и с выхода распределяться на входы (режим демультиплексора).

Особенность микросхемы КП1 по сравнению с ранее рассмотренными ключами КТ1 и КТЗ - возможность коммутации аналоговых и цифровых сигналов с амплитудой от пика до пика, превышающей амплитуду входных управляющих сигналов, подаваемых на входы 1,2, S.

Микросхема имеет три вывода для подачи напряжения питания -вывод 16 Uпит1, вывод 7 - Uпит2, вывод 8 - общий провод. Напряжение Uпит1 должно быть положительным и находиться в пределах от 3 до 15В, напряжение Uпит2 - равно нулю или отрицательное, сумма абсолютных величин Uпит1 и Uпит2 не должна превышать 15В. Входные управляющие сигналы должны иметь уровни Uпит1, (лог. 1) и 0 В (лог. 0), коммутируемые сигналы могут находиться в диапазоне от Uпит1 до Uпит2. В табл. 10 приведены некоторые возможные сочетания напряжений источников питания, управляющих сигналов, а также диапазон возможного изменения сопротивления открытого ключа мультиплексора. Максимальное сопротивление открытый ключ имеет при коммутируемом напряжении в середине допустимого диапазона напряжений, минимальное - на краях диапазона.

Для увеличения числа каналов мультиплексоров-демультиплексоров можно применить объединение выходов различных микросхем между собой. На рис. 252 приведена схема соединения двух микросхем для получения двух восьмиканальных мультиплексоров -

демультиплексоров. Код, подаваемый на входы 1, 2, 4, определяет, какой из входов ХО - Х7, YO - Y7 будет соединен с выходами Х и Y.

Для получения большего числа каналов входами стробирования микросхем КП1 следует управлять от дешифратора КР1561ИД7, через инверторы от дешифраторов КР1561ИД6, К561ИД1 (рис. 253) или от счетчиков К561ИЕ8 или К561 ИЕ9.

Если необходим один мультиплексор-демультиплексор на большее число входов, возможно последовательное соединение микро-схем. На рис. 254 приведена схема последовательного включения микросхем для организации устройства на 8 каналов, на рис. 255 -на 16 каналов.

Вторую ступень мультиплексирования можно выполнить на микросхемах К176КТ1, К561КТЗ или КР1561КТЗ. Для примера на рис. 256 приведена схема мультиплексора-демультиплексора на 8 каналов. Если необходимо мультиплексирование лишь цифровых сигналов, вторая ступень мультиплексора может быть выполнена на микросхеме К561ЛС2, при этом вход стробирования S должен быть соединен с общим проводом (рис. 257).

Одну микросхему К561 КП1 или КР1561 КП1 можно использовать как четыре ключа, управляемых двухразрядным кодом (рис. 258). В зависимости от кода, поданного на входы 1 и 2, могут быть соединены выводы Х0 и Y0, XI и Y1 и т. д.

МикросхемыК561КП2 и КР1561КП2 - восьмиканальные мультиплексоры-демультиплексоры (рис. 259), их характеристики, назначение выводов, способы включения такие же, как микросхем К561 КП1 и КР1561КП1.

Микросхемы КП1 и КП2 могут быть использованы в устройствах динамической индикации, для опроса различных датчиков цифровых и аналоговых сигналов, в качестве дешифраторов, для распределения сигналов, принятых по одному проводу, по различным потребителям.

Интересным применением мультиплексоров является генерация произвольной функции входного кода. Для примера на рис. 260 приведена схема генерации сигнала, равного лог. 1 для входных кодов, соответствующих десятичным числам 1,3,5,7,8,10 и 12, и лог. 0 для входных кодов 2, 4, 6, 9 и 11. Такой генератор может использоваться в электронном календаре для определения числа дней в текущем месяце - лог. 1 соответствует 31 дню, лог. 0-30 дням (кроме февраля). Нетрудно видеть, что один мультиплексор на К входов позволяет построить генератор произвольной функции от одного входного кода, принимающего К значений, а мультиплексор и инвертор - функцию на 2К значений входного кода. В данном примере (рис. 260) используется мультиплексор на 8 входов, входной код принимает 12 значений, остальные четыре значения не используются.

Отметим, что генерацию указанной функции для календаря можно осуществить значительно проще - при помощи одного элемента «Исключающее ИЛИ» из микросхем К176ЛП2, К561ЛП2 или КР1561ЛП2 (рис. 261).

2.4.3. Сумматоры и другие элементы

МикросхемыК176ИМ1 и К561ИМ1 (рис. 262) -полные четырехразрядные сумматоры. На входы А1 - А4 подается код одного из суммируемых чисел (А1 - младший разряд), на входы В1 - В4 -код второго числа, на вход С - перенос от предыдущей микросхемы. На выходах SI - S4 формируется код суммы чисел, на выходе Р - сигнал переноса в следующую микросхему. В микросхеме, суммирующей младшие разряды многоразрядного двоичного числа, вход С соединяют с общим проводом.

МикросхемыК176ЛП2, К561ЛП2 и КР1561ЛП14 содержат по четыре двухвходовых элемента «Исключающее ИЛИ» (рис. 263), которые также являются сумматорами по модулю два.

Часто микросхемы, выполняющие функции «Исключающее ИЛИ», используют для сравнения на равенство двоичных кодов, поступающих от различных источников. Для примера на рис. 264 приведена схема устройства сравнения двух четырехразрядных кодов А1 - А4 и В1 - В4. При равенстве кодов на всех выходах микросхемы DD1 появляются лог. 0 и на выходе DD2 -лог. 1. При различии кодов хотя бы в одном разряде на соответствующем выходе микросхемы DD1 появляется лог. 1, а на выходе DD2 - лог. 0.

Если в качестве DD2 использовать элемент И-НЕ, один из входных кодов нужно подать в инверсном виде.

Интересно применение микросхем «Исключающее ИЛИ» для изменения коэффициента деления счетчиков. Если перед подачей тактовых импульсов на счетный вход счетчика их пропустить через элемент «Исключающее ИЛИ», на второй вход которого подать сигнал с выхода этого счетчика, коэффициент деления уменьшается на единицу. Для примера на рис. 265 (а) приведена схема делителя частоты

на семь, полученного указанным способом, а на рис. 265 (6) - временная диаграмма его работы. На выходе 4 микросхемы DD2 частота импульсов меньше входной в 7 раз, а на выходе 2 - в 3,5 раза при сохранении периодичности. Интересно отметить, что если исходный счетчик имел скважность выходных импульсов, равную двум, и на вход делителя также подается меандр, на выходе получается меандр, как это имеет место для приведенной схемы.

МикросхемаК561СА1 - сумматор по модулю два на тринадцать входов (рис. 266). Выходной сигнал микросхемы принимает значение лог. 1 при нечетном числе входов, на которые поданы лог. 1, и лог. 0 в противном случае. Задержка распространения сигнала по входу 10 меньше, чем по другим входам, поэтому его используют для расширения, подключая к нему выход другой такой же микросхемы.

МикросхемаК561ЛП13 содержит три трехвходовых мажоритарных клапана (рис. 267). Выходной сигнал мажоритарного клапана соответствует входным сигналам на большинстве входов, то есть

если лог. 1 присутствует на двух или трех входах, на выходе - лог. 1, если лог. 1 только на одном входе или на всех входах лог. 0, на выходе - лог. 0. Подав на один из входов мажоритарного клапана лог. 0, получаем двухвходовый неинвертирующий элемент И, подав лог. 1, получаем элемент ИЛИ. Повторитель можно получить, объединив все три входа или подав на один вход лог. 1, на другой - лог. 0.

МикросхемаК561ИК1 - три элемента, которые могут работать в двух режимах - как мажоритарные клапаны и как мультиплексоры

на три входа (рис. 268). Все три элемента имеют два общих управляющих входа, обозначенных на рис. 268 цифрами 1 и 2. При подаче на оба управляющих входа лог. 0 элементы работают как мажоритарные клапаны микросхемы К561ЛПЗ.

Если же хотя бы на одном из управляющих входов лог. 1, элементы выполняют функции мультиплексоров. Выходной сигнал мультиплексора соответствует сигналу входа, номер которого в двоичном коде подан на входы 1 и 2. При лог. 1 на входе 1 и лог. 0 на входе 2 это сигнал со входа D1, при лог. 1 на входе 2 и лог. 0 на входе 1 - это D2, при лог. 1 на обоих входах - D3.

Основное применение мажоритарных клапанов - использование в системах с мажоритарным резервированием (см. рис. 144). Возможность мультиплексирования в микросхемах К561ИК1 позволяет еще более повысить отказоустойчивость устройств. Если в устройство рис. 144 ввести блок, определяющий, какие из блоков вышли из строя, можно сохранить работоспособность устройства в целом даже при выходе из строя большинства блоков. Например, если выйдут из строя блоки DD1, DD2, DD6, DD7, а блок управления, определив это, выдаст на микросхему DD4 типа К561ИК1 код 11, на DD8 - 10, на блоки DD5 - DD7 поступят сигналы с исправного блока DD3, на DD9 - DD11 - с DD5 и устройство сохранит работоспособность в целом.

МикросхемаК176ЛС1 - три двухвходовых независимых мультиплексора (рис. 269). Если на управляющий вход А мультиплексора

подать лог. 0, на выход проходит сигнал со входа DO, если лог. 1 - на выходе инверсия сигнала со входа D1. Если объединить между собой входы D0 и D1, получится элемент «Исключающее ИЛИ». При подаче лог. 0 на вход D1 два оставшихся входа образуют входы элемента ИЛИ. Подав на входы А и D1 лог. 0, получим неинвертирующий логический элемент с одним входом DO. Аналогично, подав лог. 1 на входы А и D0, получим инвертор со входом D1. Такая гибкость микросхемы К176ЛС1 позволяет широко использовать ее в различных схемах.

МикросхемаК561ЛС2 - четыре элемента ИЛИ-НЕ с общими входами стробирования (рис. 270). Наиболее распространенное ее применение - мультиплексирование двух четырехразрядных источников цифрового сигнала. Если на управляющий вход 9 подать лог. 1, на вход 14 -лог. 0, на выходы 13, 12, 11, 10 пройдут сигналы со входов 15, 2, 4 и 6. Если лог. 1 подать на вход 14, лог. 0 - на вход 9, на выходы поступят сигналы со входов 1, 3, 5, 7. Если же лог. 1 подать на оба управляющих входа 9 и 14, микросхема превратится в четыре независимых неинвертирующих элемента ИЛИ.

МикросхемаК561ИП2 (рис. 271) служит для сравнения двух четырехразрядных двоичных или двоично-десятичных чисел. Она имеет четыре входа А1 - А8 для подачи кода первого числа, четыре входа В1 - В8 для подачи кода второго числа, входы переноса >, =, < и выходы переноса, обозначаемые аналогично.

Вход переноса > (вывод 4) избыточен, и для нормальной работы микросхемы на него должна постоянно подаваться лог. 1. Если используется одна микросхема К561ИП2, на ее входы = и < сле-дует подать соответственно лог. 1 и лог. 0. На вы-

ходе > появится лог. 1, если число А, код которого подан на входы А1 - А8, больше числа В, код которого подан на входы В1 - В8. На выходе = лог. 1 появится при равенстве чисел А и В, на выходе < -если число А меньше В. При этом на других выходах будет лог. 0.

Для обеспечения сравнения чисел с большим числом разрядов микросхемы следует соединять между собой так, как это показано на рис. 272. Старшие разряды сравниваемых кодов следует подавать на микросхему DD3, младшие - на DD1.

Микросхемы К561ИП2 могут использоваться в устройствах поиска записей в магнитофонах, для цифровой автоподстройки частоты, в делителях с переключаемым коэффициентом деления, в будильниках и во многих других случаях.

Микросхема К176ЛП1 (рис. 273) занимает особое место среди других микросхем КМОП-серий. В нее входят три МОП-транзистора с каналом р-типа и три транзистора с каналом n-типа, частично

соединенные между собой. Путем внешних соединений из этой мик-росхемы можно получить три отдельных инвертора (рис. 274, а), ин-вертор с мощным выходом (рис. 274, б), трехвходовый элемент ИЛИ-НЕ (рис. 274, в), трехвходовый элемент И-НЕ (рис. 274, г), элемент ИЛИ-И-НЕ, отсутствующий в КМОП-сериях микросхем (рис. 274, д), мультиплексор на два входа (рис. 274, е).

Мультиплексор по схеме рис. 274 (е) пропускает сигнал со входа А на выход D при лог. 1 на входе С, и со входа В на выход D при лог. 0 на входе С. Мультиплексор обратим - при подаче входного сигнала на выход D он будет проходить на вход А при лог. 1 на входе С и на вход В при лог. 0 на входе С.

Так же, как и для ключей К176КТ1, К561КТЗ и КР1561КТЗ, про-пускаемый сигнал может быть цифровым или аналоговым и не дол-жен выходить за пределы напряжения питания.

На рис. 275 приведена схема триггера Шмитта, который можно со-брать, используя микросхему К176ЛП1. Триггер состоит из двух сим-метричных половин, каждая из трех МОП-транзисторов с каналом р-типа или п-типа. Каждая из половин напоминает по построению

обычный триггер Шмитта на двух биполярных транзисторах, в котором эмиттерный резистор заменен на еще один МОП-транзистор, а в качестве нагрузочных резисторов использован триггер Шмитта на

транзисторах дополнительной структуры. На рис. 276 приведена переключательная характеристика триггера Шмитта.

Выходы большинства микросхем серий К176 и К561 (а у КР1561 -всех) дополнены буферными каскадами, поэтому перегрузка выходов сложных микросхем и даже замыкание выходов на общий провод или цепь питания не влияют на работу микросхем по другим выходам.

Кроме того, переключательные характеристики простых логических элементов имеют значительно более крутой средний участок, чем это показано на рис. 161. Поэтому, если по какой-либо причине необходима плавная переключательная характеристика, следует использовать микросхему К176ЛП1, включенную по одной из схем рис. 274 (а - д).