8 bit Απαριθμητής Αύξησης - Ελάττωσης

Χαρακτηριστικά:

• Αύξηση ή ελάττωση μέτρησης με 3 διαφορετικές συχνότητες
• Οπτική ένδειξη εξόδου με LED
• Πλακέτα μονής όψης, εύκολο να κατασκευαστεί

Ο δυαδικός απαριθμητής αύξησης - ελάττωσης σχεδιάστηκε για να εξυπηρετήσει εργαστηριακές ανάγκες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές που χρειάζεται ένα ψηφιακό σήμα των 8 ψηφίων, όπως για παράδειγμα ψηφιακούς αποκωδικοποιητές ή μετατροπείς ψηφιακού σήματος σε αναλογικό. Διαθέτει οπτική απεικόνιση των ψηφίων εξόδου, σε δυαδική μορφή με LED και κατάλληλες υποδοχές για σύνδεση σε raster με τη βοήθεια καλωδίων. Χρειάζεται εξωτερική τροφοδοσία από 2 ως 18 V DC. Συνιστώνται 5 V DCώστε να έχουν καλή φωτεινότητα τα LED και να μην καταναλώνουν υπερβολικό ρεύμα.

Το κύκλωμα αποτελείται από δύο απαριθμητές 4 ψηφίων (CD 4516), έναν ταλαντωτή - απαριθμητή 14 ψηφίων (CD 4060), 8 LED για την απεικόνιση της εξόδου, δυο τρανζίστορ και πλήκτρα για την επιλογή αύξησης, ελάττωσης και μηδενισμού. Η συχνότητα λειτουργίας μπορεί να είναι 2, 4 ή 8 Hz. Η τιμή της εξόδου αυξάνει δυαδικά πιέζοντας το πλήκτρο αύξησης (UP), ελαττώνει πιέζοντας το πλήκτρο ελάττωσης (DOWN) και παραμένει σταθερή όταν δεν πιέζεται κανένα πλήκτρο. Το πλήκτρο μηδενισμού (RESET) μηδενίζει την έξοδο.

Οι δύο απαριθμητές 4 ψηφίων συνδυάζονται υλοποιώντας έναν απαριθμητή 8 ψηφίων. Ο συνδυασμός γίνεται συνδέοντας την έξοδο κρατούμενου (Carry Out) του πρώτου (IC2), στην είσοδο ρολογιού (Clock In) του δεύτερου (IC3). Η είσοδος ρολογιού του πρώτου συνδέεται στην έξοδο του ταλαντωτή. Ο ταλαντωτής χρησιμοποιεί εξωτερικό κρύσταλλο στα 32.768 kHzκαι διαθέτει εξόδους από το τέταρτο σημαντικό ψηφίο και πάνω. Οι έξοδοι του 12^ου, 13^ου και 14^ου σημαντικού ψηφίου παράγουν τετραγωνικό σήμα συχνότητας f=f_o/2ⁿ=32.768kHz/2ⁿ, το οποίο οδηγείται στην είσοδο ρολογιού του πρώτου απαριθμητή μέσω βραχυκυκλωτήρων (JP1) για την επιλογή της επιθυμητής συχνότητας.

Η απαρίθμηση προς τα πάνω ή προς τα κάτω καθορίζεται από την κατάσταση των εισόδων CI, U/D και RESET. Τα σήματα εφαρμόζονται κοινά και στα δύο ολοκληρωμένα. Οι συνδυασμοί που απαιτούνται για την κατάλληλη λειτουργία εφόσον υπάρχει παλμός ρολογιού παρουσιάζονται στον πίνακα Ι.

Πίνακας Ι. Συνδυασμοί σημάτων για                 την κατάλληλη λειτουργία.

Παλμός ρολογιού ενεργός

Η επιλογή του σήματος στις εισόδους CI και U/D γίνεται με τη βοήθεια των τρανζίστορ Q1 και Q2. Το Q1 λειτουργεί ως πύλη NOR. Όταν κάποιο από τα πλήκτρα UP ή DOWN πιεσθεί, το τρανζίστορ περνάει σε κατάσταση αγωγιμότητας δίνοντας χαμηλή στάθμη (λογικό 0) στην έξοδό του, η οποία αρχικά βρισκόταν σε λογικό 1 μέσω της αντίστασης R9. Η έξοδός του οδηγείται στη συνέχεια στην είσοδο CI των απαριθμητών και ενεργοποιεί την απαρίθμηση προς τα πάνω ή προς τα κάτω, ανάλογα με την κατάσταση στην είσοδο U/D.

Η κατάσταση στην είσοδο U/D των απαριθμητών ελέγχεται από το τρανζίστορ Q2, το οποίο λειτουργεί ως λογικός αναστροφέας (NOT). Όταν πιεσθεί το πλήκτρο DOWN, το τρανζίστορ περνάει σε κατάσταση αγωγιμότητας, δίνοντας 0 στην έξοδό του, η οποία αρχικά βρισκόταν σε λογικό 1 μέσω της αντίστασης R10 και ενεργοποιεί την απαρίθμηση προς τα κάτω. Συνοπτικά, σε κανονική κατάσταση, στις εισόδους CI και U/D εφαρμόζεται σήμα υψηλής στάθμης (λογικό 1). Με πίεση του πλήκτρου UP, η CI οδηγείται σε λογικό 0, ενώ με πίεση τουDOWN και οι δύο οδηγούνται σε 0, ενεργοποιώντας τις αντίστοιχες λειτουργίες του πίνακα Ι.

Ο διακόπτης RESET θέτει σε λογικό 1 την είσοδο RESET των απαριθμητών μηδενίζοντάς τους. Όσο είναι ενεργοποιημένο το RESET, καμιά λειτουργία δεν εκτελείται στους απαριθμητές και οι έξοδοί τους παραμένουν σε λογικό 0, ανεξάρτητα από την κατάσταση των υπόλοιπων εισόδων.

     Συνδεσμολογία του κυκλώματος:

• Τροφοδοτούμε την πλακέτα με 5VDC όπως δείχνεται στο τυπωμένο προσέχοντας την πολικότητα.
• Ρυθμίζουμε την επιθυμητή συχνότητα λειτουργίαςμε τον JP1 όπως δείχνεται στο τυπωμένο.
• Με το πλήκτρο RESET μηδενίζουμε τον απαριθμητή.
• Με τα πλήκτρα UP ή DOWN, κρατώντας τα πατημένα, αυξάνουμε ή ελαττώνουμε τον απαριθμητή.

     Συμπηρωματικές πληροφορίες:

• Η τιμή της τάσης τροφοδοσίας δεν είναι κρίσιμη αλλά συνιστώνται 5V DC, όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ώστε να έχουν καλή φωτεινώτητα τα LED και να μην καταναλώνουν υπερβολικό ρεύμα.
• Τα πλήκτρα UP και RESET εκτελούν τις λειτουργίες που περιγράφηκαν παραπάνω και ταυτόχρονα αποτελούν γέφυρες για την τροφοδοσία ορισμένων βαθμίδων. Αφαίρεση ή αντικατάστασή τους με άλλου τύπου πλήκτρα δε θα επιτρέψει τη λειτουργία του κυκλώματος.