Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
System
projektowania
modułowego
część 6
schematycznie rys. 6.1. W rezultacie,
W części 6 i 7 tego cyklu omówimy
Moduły wyświetlaczy
każde naciśnięcie przycisku wywołuje
liczniki, układy czasowe i wyświetlacze.
Do części 6 wybrano trudniejszy
zliczenie kilku impulsów. W przypadku
i droższy moduł wyświetlacza ciekłok-
Moduły te nadają się szczególnie do
przedstawionym na rys. 6.1, licznik zare-
rystalicznego, nie pobiera on bowiem
zestawiania rozmaitych układów.
jestruje cztery zdarzenia zamiast jedne-
prawie żadnej mocy, nadaje się więc
go.
Opisywane w ramach tej serii
szczególnie do układów zasilanych z ba-
Niektóre wyłączniki są pod tym wzglę-
układy są projektowane do zasilania
terii. Dlatego załączonym projektem przy-
dem gorsze, niektóre lepsze, istnieją też
kładowym jest licznik zdarzeń, idealne
napięciem 12V. Wszystkie moduły
typy wolne od tych zakłóceń, na przykład
uzupełnienie strzelnicy świetlnej, przykła-
części 6 i 7 mogą być w razie
zawierające czujnik Halla (hallotron
dowego projektu dołączonego do części 5.
w formie układu scalonego).
potrzeby zasilane z 9V.
Siedmiosegmentowy wyświetlacz ele-
Moduł wejściowy: układ odkłócania
ktroluminescencyjny (LED) jest tańszy
Rozwiązania
i znacznie prostszy w użyciu, ale przy
wyłączników.
Odbijanie się styków trwa na szczęś-
zasilaniu bateryjnym nie może pozosta-
Moduł procesorowy: układ cie bardzo krótko w porównaniu z cza-
wać włączony na stałe. Więcej szczegó-
sem pozostawania przycisku w stanie
sprzęgu do wyświetlacza
łów o wyświetlaczach elektrolumine-
naciśniętym, więc problem rozwiązuje
ciekłokrystalicznego, gotowy moduł
scencyjnych znajdzie się w części 7.
zastosowanie układu, który reaguje na
licznika dziesiętnego kodowanego
pierwszy impuls styków ale ignoruje na-
Układy odkłócające
dwójkowo (BCD, binary coded stępne.
Odbijanie się styków może stwarzać
decimal) z układem scalonym
poważne problemy w układach elektro-
CMOS 4029.
nicznych, zwłaszcza zliczających. Po
naciśnięciu czy przekręceniu wyłącznika
Moduł wyjściowy: dekoder-
metalowe styki wykazują tendencję do
sterownik wyświetlacza
drgań i nie stykają się od razu w sposób
ciekłokrystalicznego.
zdecydowany. Podobne zjawisko może
zachodzić przy ich rozłączaniu.
Jeżeli przycisk jest połączony z licz-
nikiem, ten ostatni reaguje na naciskanie
przycisku i natychmiast rejestruje zlicze-
Rys. 6.1. Wielokrotne impulsy
nie, ale drgania odbijających się styków
wywołane przez odbijające się styki.
wywołują dodatkowe impulsy. Ilustruje to
21
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
przerzutnika monostabilnego z bramek
Szybkość działania
NOR CMOS, na przykład opisanego
Trzeba pamiętać, że oporność R1 wy-
w części 2, rys. 2.8 lub rys. 2.9. Roz-
znacza minimalny czas pomiędzy kolej-
wiązanie takie przyjęto w przykłado-
nymi naciśnięciami S1, a R2 czas trwa-
wym projekcie licznika zdarzeń.
nia impulsu dodatniego. Pojemność kon-
Czas pozostawania przerzutnika mo-
densatora wpływa jednakowo na oba
nostabilnego w stanie przerzutu trzeba
czasy. Ale nie można dopuścić, aby mi-
wybrać w zależności od czasu występo-
nimalne napięcie wyjściowe było zbyt
wania odbić i od wymaganej maksymal-
wysokie, mogłoby bowiem przez współ-
nej częstotliwości naciskania przycisku.
Rys. 6.2. Prosty układ odkłócający. S1
pracujący układ scalony nie zostać
Długi czas przerzutu przerzutnika (np.
jest przyciskiem zwiernym.
uznane za logiczne zero. (zob. część 1,
jedna sekunda) pozwoli na naciskanie
przełączająca bramka logiczna).
przycisku co najwyżej raz na sekundę,
Jest jeszcze jeden problem: napięcie
Oczywiście jeżeli czas reakcji układu a krótki (np. 10ms) 100 razy na sekun-
na kondensatorze zmienia się powoli.
odkłócającego będzie zbyt długi, to nie dę. Liczba ta może wydawać się śmiesz-
Jak wyjaśniono w części 1 (przełączniki
będzie można używać przycisku do sek- na, ale taki problem może powstać na
logiczne), wolno zmieniające się napię-
wencji szybkich naciśnięć. Jeżeli zaś przykład przy zastosowaniu licznika do
cia na wejściu logicznych układów scalo-
czas ten będzie za krótki, to może nie pomiaru szybkości obrotowej, gdy do osi
nych mogą wywoływać w skrajnych wy-
zdołać wyeliminować wszystkich od- został umocowany magnes, który steru-
padkach generację impulsów przejścio-
bić. je umieszczonym w pobliżu kontaktro-
wych. W rezultacie, nieodpowiednio za-
Najprostszy układ odkłócający jest nem. Czas przerzutu przerzutnika musi
projektowany układ odkłócający może
pokazany na rys. 6.2. Gdy przycisk S1 być wówczas dostatecznie długi, aby za-
wywołać więcej szkód niż korzyści!
jest rozwarty (nie naciśnięty), to dzięki maskować odbicia styków i równocześ-
W przypadku układu z rys. 6.2 dla
rezystorowi R2 napięcie wyjściowe wy- nie na tyle krótki, aby umożliwić zliczanie
osiągnięcia najlepszych wyników może
nosi 0V. Rezystor R1 zapewnia jednako- przy maksymalnej szybkości obrotowej.
wość napięcia obu końcówek kondensa- okazać się potrzebne dokonanie kilku
Oczywiście pomiar dużych szybkości
tora C1, w tym wypadku +VE, co ozna- prób. Można także próbować obliczyć
obrotowych przy pomocy magnesu i kon-
optymalne czasy, ale najwięcej zależy
cza że jest on rozładowany. taktronu nie jest łatwy. W praktyce do te-
Jeżeli rezystory R1 i R2 zostały dob- od konkretnego przełącznika i jego po- go celu lepiej nadaje się czujnik bezsty-
datności na odbijanie się styków.
rane sensownie, i jeżeli oporność R2 kowy, na przykład z efektem Halla.
jest dziesięciokrotnie mniejsza od opor- Podsumowanie układu odkłócającego
Przerzutniki Schmitta
z rys. 6.2 jest następujące:
ności R1, to po naciśnięciu S1 napięcie
wyjściowe będzie co najwyżej równe jed- Zalety Do zarejestrowania zliczenia przez
nej dziesiątej napięcia zasilania. Kon- - prostota układ zliczający jest potrzebna zmiana
densator C1 nie będzie miał wpływu na - taniość poziomu sygnału. Reagowanie na te
to napięcie, a oporność wejściowa ukła- Wady zmiany nazywa się wyzwalaniem zbo-
du, do którego napięcie to jest dopro- - może trudności zmniejszyć, ale nie czem sygnału. Inaczej mówiąc, przerzut-
wadzone, będzie miała wpływ nie- wyeliminować, nik reaguje na pionową krawędz
impul-
wielki. - na jego działanie może wpływać połą- su. Niektóre reagują na zbocze narasta-
jące, a inne na zbocze opadające.
W czasie gdy przycisk jest naciśnię- czony z nim układ.
ty napięcie to jest równe napięciu zasila- Jeżeli impulsy są dobrze ukształtowa-
Udoskonalone odkłócanie
nia, ponieważ jest to napięcie obu koń- ne, mają krótki czas narastania i opada-
cówek kondensatora. Oczywiście napię- Układ z rys. 6.2 nadaje się do wielu nia, to prawdopodobieństwo niewłaści-
cie na C1 szybko wzrośnie (naładuje się zastosowań, a wiele układów liczących wej reakcji licznika na impuls jest małe.
on) przez rezystor R2. Innymi słowy na- będzie z nim działać właściwie pomimo Jeżeli zaś wejście licznika jest sprzężo-
pięcie na jego dolnej końcówce (według prymitywnie ukształtowanych impulsów. ne z monitorowanym z
ródłem zmienno-
rys. 6.2) będzie się obniżało w kierunku Jeżeli jednak jest potrzebny  czysty po- prądowo (przez kondensator, zob. część
0V z szybkością wyznaczoną przez je- jedynczy impuls, to trzeba będzie użyć 2, rys. 2.5), to licznik może w ogóle nie
go pojemność i przez oporność R2. Za-
tem następne odbicia styków nie będą
mogły wywołać dalszych dodatnich im-
pulsów na wyjściu.
Gdy przycisk zostanie zwolniony, C1
rozładuje się przez R1, a napięcie jego
dolnej końcówki znów zrówna się z na-
pięciem zasilania.
Wartości poszczególnych elementów
są dość krytyczne, zależne od zastoso-
wanego styku i ilości odbić, których
wpływ musi zostać zneutralizowany.
Gdy na przykład wyjście jest połączone
z wejściem zegarowym licznika CMOS,
i gdy R1 i R2 są jedynymi rezystorami
połączonymi z tym wejściem, to można
spróbować przyjąć 100nF dla kondensa-
tora C1 i odpowiednio 100kW i 10kW dla
Rys. 6.3. Układ (a) nie reaguje właściwie na powolnie zmieniające się napięcie.
rezystorów R1 i R2.
Wstawienie przerzutnika Schmitta (b) usuwa tę wadę.
22 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
jego użyteczność, ale ma tę zaletę, że
można go użyć niemal z każdym prze-
łącznikiem przyciskowym bez obawy na-
trafienia na kłopoty z drganiami styków.
Moduł jest wyposażony w wejście
kasujące, generuje sygnał prostokątny
512Hz i 32768Hz i może bezpośred-
nio wysterować brzęczyk piezoelekt-
ryczny. Jest zasilany ogniwem 1,5V (któ-
re wstawia się bezpośrednio do modułu)
i pobiera tak mały prąd, że może pozo-
stawać włączony na stałe.
Sprzęg modułu licznika
Rys. 6.4. Układ sprzęgu z modułem opisanym w tekście.
Moduł jest zasilany ogniwem 1,5V,
nie może więc być bezpośrednio połą-
reagować na powolnie zmieniające się między czujnik a licznik, jak pokazuje czony z żadnym z modułów serii kloc-
napięcie z
ródła. rys. 6.3b, eliminuje tę trudność. Prze- ków elektronicznych, dlatego jest po-
Za przykłady złych z
ródeł sygnału rzutniki Schmitta były omawiane trzebny układ sprzęgu.
można wziąć czujniki światła, czy tempe- w części 1, rys. 1.7 do rys. 1.11. Można Tranzystorowy układ sprzęgu jest
ratury, omówione w części 1. Ich syg- je zestawiać z bramek logicznych przedstawiony na rys. 6.4 wraz ze
nały wyjściowe w miarę zmian mierzo- CMOS, wzmacniaczy operacyjnych, al- wspomnianym modułem licznika. W ra-
nych wielkości zmieniają się powoli. Na- bo używać w gotowej postaci układów zie użycia innego modułu, należy spraw-
wet jeżeli zmiany napięcia byłyby na tyle scalonych. dzić numery wyprowadzeń.
duże, aby można je było uznać za po- W układzie użyto tranzystora w spo-
Moduł licznika
ziom logiczny 0 lub 1, to nie zdołałyby sób przytoczony na rys. 1.5 w części 1.
wyzwolić licznika w układzie połączeń Chyba najprostszym i najtańszym ze Jego rolą jest buforowanie pomiędzy wy-
pokazanym na rys. 6.3a. sposobów uzyskania układu liczącego ższym napięciem zasilania z
ródła syg-
W takiej wersji układu liczącego na- jest użycie gotowego modułu licznika. nału a niższym napięciem zasilania
pięcie wahające się w pobliżu progu W sprzedaży (w Wielkiej Brytanii) jest modułu licznika. Trzeba pamiętać, że
wyzwalania licznika mogłoby wywołać wiele takich modułów, zawierających licznik jest zasilany z własnego ogniwa
zliczenie wielu niepożądanych impulsów wyświetlacz ciekłokrystaliczny, dekoder i 1,5V, a z
ródło sygnału może być zasila-
przejściowych zamiast pojedynczego układ odkłócający. Dalsze informacje ne napięciem 5V, 9V lub 12V.
zdarzenia. Rezultaty zliczania wielu dotyczą gotowego 5-cyfrowego modułu, Jeżeli do wejścia zostanie doprowa-
przejść temperatury czy oświetlenia po- zasilanego pojedynczą baterią 1,5V, któ- dzone napięcie 5V do 12V, to napięcie
wyżej i poniżej wybranej wartości gra- ry może działać z maksymalną częstotli- kolektorowe tranzystora zostanie obni-
nicznej będą bardzo mało przydatne. wością 7 zliczeń na sekundę. Ta niewiel- żone do 0V. Gdy tranzystor zostanie za-
Wstawienie przerzutnika Schmitta po- ka raczej częstotliwość ogranicza trochę blokowany, to napięcie to wzrośnie do
napięcia zasilania modułu licznika, czyli
do 1,5V. Wejście modułu licznika nie
otrzyma więc nigdy napięcia wyższego
od jego napięcia zasilającego.
W sprzęgu można użyć dowolnego
tranzystora npn mełej mocy o wysokim
wzmocnieniu, jak BC108, BC184L lub
podobne. Oporności dwóch rezystorów
wejściowych, R1 i R2, zostały tak dobra-
ne, aby tranzystor został zablokowany na-
wet wtedy, gdy napięcie wejściowe nie
zdoła obniżyć się całkowicie do zera. Na
Rys. 6.5. Zastosowanie drugiego tranzystora odwraca układ logiczny w porówna- przykład napięcie wyjściowe wzmacnia-
niu z rys. 6.4. cza operacyjnego 741, zasilanego jednym
napięciem, nie może być niższe od 1V.
Trzeba też pamiętać, że tranzystor
odwraca sygnał wejściowy. Licznik re-
aguje na zbocza dodatnie (tzn. zlicza
gdy napięcie wzrasta), więc będzie zli-
czał gdy na wejściu napięcie będzie ob-
niżać się do zera. W niektórych przypad-
kach nie ma to znaczenia, a w innych dla
ponownego odwrócenia sygnału trzeba
użyć drugiego tranzystora, jak przedsta-
wia rys. 6.5. Tranzystor TR2 nie potrze-
buje już rezystora w obwodzie bazy,
ponieważ rezystor R3, 22kW, dostatecz-
Rys. 6.6. Użycie przekaz
nika do całkowitego odizolowania modułu licznika od nie ogranicza prąd płynący z zasilacza
z
ródła impulsów. układu głównego.
23
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Tabela 6.1. Konwersja liczb z syste-
mu dziesiętnego na dwójkowy
Dziesiętny Dwójkowy
23=8 22=4 21=2 20=1
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
Rys. 6.7. Moduł licznika z układem scalonym 4029B.
10 1 0 1 0
11 1 0 1 1
12 1 1 0 0
13 1 1 0 1
Całkowita izolacja Dwójkowy licznik
14 1 1 1 0
Moduł licznika jest urządzeniem deli- dziesiętny
15 1 1 1 1
katnym i uszkodzenie w obwodach
Rysunek 6.7 przedstawia moduł licz-
tranzystorów na rys. 6.4 lub rys. 6.5 mo-
nika, w którym wykorzystano układ sca- 4-bitowa jest nazywana półbajtem (nib-
że go uszkodzić. Jeżeli preferuje się cał-
lony CMOS 4029B. Jest to dwójkowy ble), a 8-bitowa bajtem (byte).
kowitą izolację, to można użyć układu
układ liczący (reagujący na narastające Największą liczbą 4-bitową jest 1111,
przekaz
nikowego z części 1, rys. 1.13c,
zbocza impulsów), z którego wyjść Q1, w układzie dziesiętnym 15. Jeżeli jednak
w sposób pokazany na rys. 6.6. Istnie-
Q2, Q3 i Q4 jego zawartość można od- licznik ma sterować dziesiętnym wyświet-
ją jeszcze bardziej wymyślne układy izo-
czytać w układzie dwójkowym. Stan wy- laczem, to najwyższą potrzebną liczbą jest
lacyjne, ale nie będą tu omawiane.
jścia Q1 nazywa się najmniej znaczącym 9 (dwójkowo 1001). Liczniki, które liczą do 9
Układ ten reaguje na wzrost napięcia
(najmłodszym) bitem (czyli LSB), a stan a następnie zerują się i wysyłają sygnał
wejściowego, nie tak jak układ z rys.
wyjścia Q4 najbardziej znaczącym (naj- przeniesienia, są nazywane licznikami dzie-
6.4. Oporności rezystorów i typ tranzys-
starszym) bitem (czyli MSB)j. Wyjścia siętnymi kodowanymi dwójkowo (BCD, bi-
tora w układzie na rys. 6.6 są nieco bar-
licznika można połączyć z modułem ste- nary coded decimal). Niektóre liczniki scalo-
dziej krytyczne, ponieważ trzeba zapew-
rownika wyświetlacza ciekłokrystalicz- ne, na przykład 4029B, mogą zostać przy-
nić przepływ prądu o dostatecznym dla
nego albo elektroluminescencyjnego. stosowane do liczenia albo do 15 albo do 9.
przekaz
nika natężeniu. Oporności re-
Dla 7-segmentowgo wyświetlacza elek- Układ 4029B może liczyć dwójkowo
zystorów należy obliczyć według zasad
troluminescencyjnego taki moduł można od 0 do 15 (czyli do 1111). W tym celu
podanych w części 1, zgodnie z wybra-
utworzyć przy pomocy układu scalonego należy połączyć jego wyprowadzenie 9
nym typem tranzystora i przekaz
nika.
CMOS 4511B, a dla ciekłokrystalicznego z zasilaniem +VE. Jeżeli wyprowadze-
W razie wątpliwości można wybrać
przy pomocy CMOS 4543B, jak pokazu- nie 9 zostanie połączone z 0V, licznik
tranzystor Darlingtona npn, na przykład
je rys. 6.9. zostanie przełączony w tryb BCD i kasu-
TIP121 lub TIP122 i wziąć oporności
Do używania układu 4029B, pokaza- je się za dziesiątym zliczeniem. Jego
rezystorów podane na rys. 6.6. Taka
nego na rys. 6.7, nie jest konieczna zna- wyjścia pozostają nadal w układzie dwój-
kombinacja powinna działać z każdym
jomość systemu dwójkowego, jest on kowym, zmianie ulega tylko stan, przy
zwyczajnym przekaz
nikiem 12V.
jednak wart krótkiej wzmianki. którym licznik jest kasowany.
Trzeba jednak wziąć pod uwagę fakt,
Cyframi w układzie dwójkowym Na rys. 6.7 pokazano szczegółowo
że nie każdy moduł licznika toleruje po-
(zwanymi bitami) są 0 i 1, którym przypo- sposób połączenia licznika 4029B w try-
zostawianie wejścia wolnego w czasie
rządkowuje się stany logicznego 0 (nis- bie BCD, w którym zlicza od 0 do 9,
gdy styki przekaz
nika są rozwarte. Do
ki) i logicznej 1 (wysoki). Zero w układzie a wraz z 10 impulsem kasuje się do 0
właściwego działania licznika może być
dziesiętnym to 0 w układzie dwójkowym, i wysyła impuls przeniesienia. Licznik
konieczne dodanie rezystora R3 o su-
1 w układzie dziesiętnym to 1 w układzie ten w każdej chwili może zostać skaso-
gerowanej oporności 10kW.
dwójkowym, ale 2 w układzie dziesięt- wany przez doprowadzenie dodatniego
Jest także możliwe odbijanie się sty-
nym to 10 w układzie dwójkowym (wy- impulsu do wejścia kasowania 1.
ków przekaz
nika. Szybszy licznik niż
mawia się jeden-zero, a nie dziesięć). Licznik zwiększa stan o jeden za każ-
proponowany moduł mógłby zliczać fał-
System dwójkowy opiera się na potę- dym razem, gdy do wejścia zegarowego
szywe impulsy. W takim razie może oka-
gach dwójki. Tabela 6.1 pomoże w wy- zostanie doprowadzone dodatnie napię-
zać się potrzebny układ z rys. 6.2, w któ-
cie. Jak już to omówiono przy opisie mo-
jaśnieniu tego systemu.
rym styki przekaz
nika zastępują S1.
Bez wdawania się w długi opis wy- dułu licznika, wymaga on bardzo czyste-
Zaleta:
go sygnału. Zwykły przycisk, na skutek
starczy przyjrzeć się rozkładowi liczb
- pełna izolacja modułu licznika.
odbijania się styków, za każdym naciś-
aby dostrzec w nim prawidłowość. Na
Wady:
nięciem będzie wywoływał serię zliczeń,
- koszt, rozmiary i pobór prądu prze- przykład liczbę zapisaną w systemie
dziesiętnym jako 6, w systemie dwójko- jest więc konieczne zastosowania ukła-
kaz
nika,
- w niektórych przypadkach odbijanie wym zapisuje się jako 0110, czyli jedyn- du odkłócającego.
się styków przekaz
nika może wywoły- kę w kolumnie czwórek (czyli 2 do potę- 4-bitowy licznik dwójkowy/dziesiętny
4029B jest układem bardzo elastycz-
wać fałszywe zliczenia. gi 2) i jedynkę w kolumnie dwójek (czyli
- szybkość zliczania jest ograniczona 2 do potęgi 1). Tabela obejmuje 4-bito- nym. Rozmieszczenie jego wyprowa-
dzeń jest podane w tab. 6.2.
bezwładnością przekaz
nika. wą arytmetykę dwójkową (liczba
24 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
wynieść 3 minuty i 59 sekund. Zatem
Tab. 6.2. Wyprowadzenia układu
stan licznika dziesiątek powinien sko-
scalonego 4029B
czyć z 0 do 5 (a nie z 0 do 9, jak w zwyk-
Wyprow. Funkcja
łym liczniku dziesiątkowym). W celu
1 Preset enable (lub reset),
wywołania takiego skoku wejścia proga-
normalnie 0V, ustawianie pod
mujące muszą zostać ustawione dwój-
wpływem napięcia dodatniego.
kowo na 0101 (czyli dziesiętnie 5).
2 Output, wyjście Q4.
3 Parallel load, wejście Praktyczny przykład użycia systemu
programujące 4 (JAM).
obciążenia równoległego do ustawienia
4 Parallel load, wejście
liczby początkowej można znalez
ć
programujące 1 (JAM).
w projekcie czasowego układu odlicza-
5 Carry in, wejście przeniesienia,
jącego, załączonego do części 7  Sys-
normalnie 0V, wprowadzenie
przeniesienia pod wpływem
temu projektowania modułowego .
napięcia dodatniego
Rys. 6.9. Dekoder-sterownik wyświet-
6 Output, wyjście Q1. Kaskadowe łączenie
lacza ciekłokrystalicznego typu
7 Carry out, wyjście przeniesienia,
liczników
4543B.
normalnie dodatnie, przerzuca
się do 0V przy maksymalnym
Gdy zostanie osiągnięty stan maksy-
stanie przy zliczaniu w górę,
malny lub minimalny, następny zegaro- cji na ten temat znajdzie się w części 7.
albo przy minimalnym stanie
wy impuls wejściowy wywoła skasowa- Wersje te nie są zamienne. Układ prze-
przy odliczniu w dół.
nie licznika i wysłanie przez wyjście
8 0V zasilania. widziany do sterowania jedną wersją nie
9 Binary/decimal, wybór zliczania
7 impulsu przeniesienia. Napięcie na nadaje się do sterowania drugą bez
w systemie dwójkowym lub
tym wyjściu normalnie jest dodatnie, ale zmiany ukladu sterowania.
dziesiętnym, dodatnie napięcie
w czasie wyświetlania zera pojawia się Wyświetlacze ciekłokrystaliczne są
dla zliczania dwójkowego, a 0V
stan niski. Po następnym impulsie zega- wytwarzane w inny sposób i nie ma
dla dziesiętnego.
10 Up/down, wybór zliczania rowym napięcie na wyjściu 7 ponownie ich odmian katodowych i anodowych.
w górę lub odliczanie w dół,
staje się dodatnie i zmiana ta może zo-
dodatnie napięcie dla zliczania
Sterownik-dekoder
stać użyta jako impuls zegarowy dla na-
w górę, a 0V dla odliczania
stępnego licznika. wyświetlacza
w dół.
W ten sposób można łączyć kaska-
11 Output, wyjście Q2.
ciekłokrystalicznego
12 Parallel load, wejście
dowo szereg liczników, które liczą dzie-
programujące 2 (JAM). Na rysunku 6.9 jest przedstawiony
siątki, setki itd. Ten bardzo prosty spo-
13 Parallel load, wejście
moduł sterownika z układem CMOS
sób nadaje się do łączenia liczników
programujące 3 (JAM).
4543B. Wymaga on wejścia BCD i słu-
4029B. Istnieje jednak szereg innych
14 Output, wyjście Q3.
ży do sterowania jednej cyfry 7-segmen-
15 Clock, wejście zegarowe, zlicze- subtelnych sposobów łączenia kaskado-
towego wyświetlacza ciekłokrystaliczne-
nie następuje pod wpływem na-
wego, więcej informacji o których nale-
rastającego zbocza impulsu.
go. Zazwyczaj wyświetlacze te są wy-
ży szukać w katalogach układów
16 +VE zasilania.
twarzane jako kilkucyfrowe. Każda
CMOS.
z cyfr do sterowania wymaga więc jed-
Moduły wyświetlaczy
nego 4543B. (Istnieją także specjalne
Wejścia programujące
układy scalone do sterowania więcej niż
Moduły wyjściowe opisywane w czę-
Te cztery wejścia nazywają się we-
jedną cyfrą.) Konieczne jest sprawdze-
ści 6 i 7 są przewidziane do sterowania
jściami programującymi lub JAM. Przy
nie w katalogu, które wyprowadzenie
wyświetlaczami 7-segmentowymi elek-
ich pomocy można ustawić stan począt-
jest połączone z którym segmentem
troluminescencyjnymi lub ciekłokrysta-
kowy licznika (dowolną liczbę dwójkową
której cyfry. Brzmi to w sposób dość za-
licznymi, należałoby więc najpierw zająć
w zakresie 0...1111). Z chwilą doprowa-
wiły... i jest w rzeczywistości! Wy-
się systemem 7-segmentowym, przed-
dzenia napięcia dodatniego do wejścia
świetlacze ciekłokrystaliczne różnią się
stawionym na rys. 6.8.
ustawiającego (Preset Enable), do liczni-
pod wielu względami od wyświetlaczy
Poszczególne segmenty są oznacza-
ka zostaje wprowadzona liczba podana
elektroluminescencyjnych. Są bardziej
ne literami od a do g. W ten sam spo-
na wejścia JAM Input 1...4.
sób oznacza się także wyjścia sterują- delikatne mechanicznie, łatwo je znisz-
Na przykład trzeba zbudować układ
cych tymi wyświetlaczami układów sca- czyć przez zgniecenie. Są one także
czasowy, który odlicza czas w dół w mi-
wrażliwe na ładunki elektrostatyczne,
lonych, co ułatwia łączenie ich ze sobą.
nutach i sekundach. Gdy stan począt-
Cyfra zero jest wyświetlana przez świe- należy stosować do nich takie same
kowy licznika przykładowo wynosi 4 mi-
środki ostrożności jak do układów
cenie segmentów a, b, c, d, e, f, cyfra 1
nuty i 00 sekund, to następny powinien
przez b, c itd. Chociaż system oznacza- CMOS. Nie należy też nigdy ich lutować,
tylko stosować podstawki.
nia segmentów został znormalizowany,
to rozmieszczenie ich wyprowadzeń nie- Szereg wyprowadzeń służy do stero-
stety nie. Trzeba więc korzystając z ka- wania kropkami dziesiętnymi, dwukrop-
talogu producenta ustalić, który segment kami itp. Nie używane wyprowadzenia
jest wyprowadzony którą końcówką. Za- należy połączyć z wyprowadzeniem
zwyczaj wyprowadzenia wyświetlaczy płyty tylnej (BackPlane). A najważniej-
jednego rozmiaru i kształtu są jednako- sza ze wszystkiego w każdym wy-
we. świetlaczu ciekłokrystalicznym jest ko-
Trzeba też wiedzieć, że wyświetlacze nieczność doprowadzenia napięcia fali
elektroluminescencyjne są produkowa- prostokątnej do płyty tylnej. To samo na-
ne w dwóch wersjach, ze wspólną kato- pięcie doprowadza się także do końców-
Rys. 6.8. Oznaczenia cyfry
dą i ze wspólną anodą. Więcej informa- ki PH w układzie scalonym sterownika
7-segmentowej.
25
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Klocki elektroniczne
Płyta tylna (BP) jest wspólna dla
Tab. 6.3. Wyprowadzenia układu
wszystkich segmentów wyświetlacza
scalonego 4543B
i musi być połączona z tym samym na-
pięciem zasilającym fali prostokątnej co
Wyprow. Funkcja
końcówka PH w układzie scalonym ste-
1 Latch disable, starowanie
rownika.
pamięcią. Napięcie dodatnie -
pamięć  przezroczysta - dane Schemat blokowy typowego układu
z wejść przechodzą na wyjścia.
sterowania wyświetlaczem ciekłokrysta-
Napięcie 0V - ostatnie dane
licznym jest pokazany na rys. 6.12. Falę
 zatrzaśnięte w pamięci - układ
prostokątną 30Hz do 100Hz można
nie reaguje na zmiany stanów Rys. 6.10. Sterowanie zatrzaskiem
otrzymać z przerzutnika astabilnego
wejściowych.
i wygaszaniem układu 4543B.
2 Wejście dwójkowe (binary) (zob. część 4), albo innego stosownego
C (zwykle z wyjścia Q3
generatora zegarowego, jak na przykład
sterownika).
1999) albo 4,5 cyfrowe (do 19999), to kwarcowy układ czasowy z licznikiem
3 Wejście dwójkowe (binary)
niektóre z możliwości. Chociaż istnieje CMOS 4060B, który zostanie opisany
B (zwykle z wyjścia Q2
znaczna zgodność pomiędzy różnymi ty- w części 7. (Z końcówki 15 tego licz-
sterownika).
4 Wejście dwójkowe (binary) pami wyświetlaczy, to koniecznie trzeba nika otrzymuje się częstotliwość
D (zwykle z wyjścia Q4
sprawdzić rozmieszczenie wyprowa- 32Hz.)
sterownika).
dzeń.
5 Wejście dwójkowe (binary)
Przykładowy projekt
Na rys. 6.11 jest pokazane rozmiesz-
A (zwykle z wyjścia Q1
czenie wyprowadzeń typowego 4-cyfro- Przykładowym projektem jest za-
sterownika).
6 Wejście PH, jak powyżej wego wyświetlacza ciekłokrystalicznego mieszczony w tym samym numerze
wspomniano, wymaga fali
(wyświetlającego do 9999). Nie ozna- EdW  Licznik zdarzeń , pokazujący jak
prostokątnej.
czone końcówki mogą albo być nie uży- z opisanych w części 6 modułów
7 Wejście wygaszające
te, albo służyć do innych znaków, na można zestawić praktyczne urządzenie.
(blanking). Musi być połączone
przykład znaku plusa i minusa.
Max Horsey
z 0V, jeżeli jest pod napięciem
dodatnim, to cyfra zostaje
wygaszona.
8 Zasilanie 0V.
9 Wyjście do segmentu a.
10 Wyjście do segmentu b.
11 Wyjście do segmentu c.
12 Wyjście do segmentu d.
13 Wyjście do segmentu e.
14 Wyjście do segmentu g.
15 Wyjście do segmentu f.
16 Zasilanie +VE.
(Projektanci płytek drukowanych docenią, że
chociaż wyprowadzenia nie są w ściśle
alfabetycznym porządku, to ułatwiają
prowadzenie ścieżek na płytce!)
wyświetlacza. Częstotliwość tej fali po-
winna wynosić 30Hz do 100Hz. Do wy-
świetlacza ciekłokrystalicznego nie
wolno nigdy doprowadzać napięcia
stałego, bo grozi to jego uszkodze-
niem.
Rozmieszczenie wyprowadzeń 4543B,
Rys. 6.11. Typowe rozmieszczenie wyprowadzeń 4-cyfrowego modułu wyświetla-
zatrzasku-dekodera-sterownika BCD do
cza ciekłokrystalicznego.
wyświetlacza 7-segmentowego jest za-
mieszczone w tabeli 6.3.
Wyświetlacz
ciekłokrystaliczny
Jak już wspomniano, z wyświetla-
czem takim trzeba się obchodzić bardzo
ostrożnie. Jest delikatny i mechanicz-
nie i elektrycznie.
Ostrzeżenie: maksymalne napięcie
zasilania niektórych wyświetlaczy ciek-
łokrystalicznych wynosi 9V. Gdy jest wy-
magane zasilanie z 12V, trzeba to
sprawdzić przy kupnie.
Można dostać tego rodzaju wyświet-
lacze o różnej konfiguracji cyfr, na przy-
Rys. 6.12. Typowy układ sterowania wyświetlaczem ciekłokrystalicznym.
kład 3,5 cyfrowe (wyświetlające do
26 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 6/96