К176Ие1 – Микросхемы.

Микросхемы.

Микросхемы ТТЛ (74...).

На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5...2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.

Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.

Динамические параметры микросхем ТТЛ серии

ТТЛ серия Параметр Нагрузка
Российские Зарубежные Pпот. мВт. tзд.р. нс Эпот. пДж. Cн. пФ. Rн. кОм.
К155 КМ155 74 10 9 90 15 0,4
К134 74L 1 33 33 50 4
К131 74H 22 6 132 25 0,28
К555 74LS 2 9,5 19 15 2
К531 74S 19 3 57 15 0,28
К1533 74ALS 1,2 4
4,8
15 2
К1531 74F 4 3 12 15 0,28

При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.

Взаимная нагрузочная способность логических элементов ТТЛ разных серий

Нагружаемый
выход
Число входов-нагрузок из серий
К555 (74LS) К155 (74) К531 (74S)
К155, КM155, (74) 40 10 8
К155, КM155, (74), буферная 60 30 24
К555 (74LS) 20 5 4
К555 (74LS), буферная 60 15 12
К531 (74S) 50 12 10
К531 (74S), буферная 150 37 30

Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток Ioвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Статические параметры микросхем ТТЛ

Параметр Условия измерения К155 К555 К531 К1531
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Макс.
U1вх, В
схема
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах 2 2 2 2
U0вх, В
схема
0,8 0,8 0,8
U0вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В
0,4
0,35 0,5 0,5 0,5
I0вых= 16 мА I0вых= 8 мА I0вых= 20 мА
U1вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 2,4 3,5 2,7 3,4 2,7 3,4 2,7
I1вых= -0,8 мА I1вых= -0,4 мА I1вых= -1 мА
I1вых, мкА с ОК
схема
U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В 250 100 250
I1
вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В 40 20 50
I0вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В -40 -20 -50
I1вх, мкА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В 40 20 50 20
I1вх, max, мА U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В 1 0,1
1 0,1
I0вх, мА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В -1,6 -0,4 -2,0 -0,6
Iк.з., мАU1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В -18 -55 -100 -100 -60 -150

www.microshemca.ru

К176ИЕ1

Микросхема представляет собой 6-разрядный двоичный счетчик. Содержит 124 интегральных элемента.
Назначение выводов:1 — вход X2;
2 — свободный;
3 — выход Y1;
4 — выход Y2;
5 — выход Y3;
6 — свободный;
7 — общий;
8 — свободный;
9 — свободный;
10 — выход Y4;
11 — выход Y5;
12 — выход Y6;
13 — вход X1 «сброс»;
14 — напряжение питания.

Электрические параметры:
Номинальное напряжение питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 В ±5%
Выходное напряжение низкого уровня  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 0,3 В
Выходное напряжение высокого уровня  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 8,2 В
Выходной ток низкого уровня  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 0,3 мкА
Выходной ток высокого уровня  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 0,3 мкА
Ток потребления в состоянии низкого и высокого уровней . . . . . . . . ? 20 мкА
Значение мощности на 1 функциональный элемент . . . . . . . . . . . . . .? 21 мВт
Ток потребления в динамическом режиме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 2,1 мА
Максимальная тактовая частота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 1 МГц
Входная емкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 10 пФ
Нагрузочная способность в статическом режиме в диапазоне
температуры от -45 до +85 °С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ? 20

 

Понравилась статья? Поделись с друзьями!

kiloom.ru

Микросхемы счётчиков КМОП-логики

Цифровые микросхемы ТТЛ-серий обеспечивают построение самых различных цифровых устройств, работающих на частотах до

80 МГц, однако их существенными недостатками являются большая потребляемая мощность и низкая помехозащищѐнность. Последнее имеет важное значение при разработке систем автоматизации технологических процессов. В большинстве случаев этим системам не нужно такое высокое быстродействие, а требуется высокая помехозащищѐнность. Немаловажным параметром, с точки зрения экономической эффективности, является низкая потребляемая мощность.

Именно по этой причине современные системы автоматизации выполняются в основном на микросхемах КМОП–технологий. Поэтому рассмотрим более подробно счѐтчики, выполненные именно по этой технологии.

Микросхема К176ИЕ1 шестиразрядный двоичный счетчик, работающий в коде 1-2-4-8-16-32. Микросхема имеет два входа: вход R установки триггеров счетчика в ноль и вход С вход для подачи счетных импульсов. Установка в ноль происходит при подаче логической единицы на вход R. Переключение триггеров микросхемы происходит по спаду импульсов, подаваемых на вход С. При построении многоразрядных счѐтчиков или делителей частоты входы С последующих микросхем следует подключать к выходам 32 предыдущих.

Рис. 14. Микросхема К176ИЕ1

Рис. 15. Микросхема К176ИЕ2

Микросхема К176ИЕ2 пятиразрядный счетчик, который может работать как двоичный в коде 1-2-4-8-16 при подаче логической единицы на управляющий вход А, или как декада с подключенным к выходу  декады  триггером  при  логическом  нуле  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 логической 1.

Первые четыре триггера счетчика могут быть установлены в единичное состояние подачей логической единицы на входы S1 … S8, причѐм эти входы являются приоритетными над входом R.

Микросхема К176ИЕ2 встречается двух разновидностей. Одна из разновидностей имеет 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 логическая единица, при подаче на вход CN импульсов отрицательной полярности на входе СР должен быть логический ноль. 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 логическая единица. Можно подавать импульсы и на объединенные выводы 2 и 3.

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

При логическом нуле на входе А порядок работы триггеров соответствует временной диаграмме, приведенной на рис. 16.

Рис. 16. Временная диаграмма работы микросхемы К176ИЕ2

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 логическую единицу.

Микросхемы  К176ИЕЗ  и  К176ИЕ4  разработаны  специально для использования в электронных часах с семисегментными индикаторами.

Рис. 17. Микросхемы К176ИЕЗ и К176ИЕ4

Микросхемы имеют три входа вход R, установка триггеров счетчика в ноль, которая происходит при подаче логической единицы на этот вход, вход С – входные импульсы, переключение триггеров происходит по спаду импульсов. 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 логического нуля на управляющий вход S логическая единица на выходах а, b, с, d, e, f, g соответствует включению соответствующего сегмента. Если же на вход S подать логическую единицу, включению сегментов будет соответствовать логический ноль на выходах а, b, с, d, e, f, g. Возможность переключения полярности выходных сигналов существенно расширяет область применения микросхем. Выход Р микросхемы выход переноса.

Микросхема К176ИЕЗ имеет коэффициент пересчета 6, т.е. спад имульса на выходе Р происходит при переходе счѐтчика из состояния 6 в состояние 0. Кроме того логическая единица на выходе

2 появляется при установке счетчика в состояние 2.

Микросхема К176ИЕ4 представляет собой декаду. Спад импульса на выходе Р формируется в момент перехода счетчика из состояния 9 в состояние 0, а логическая единица на выходе 4 появляется при установке счетчика в состояние 4.

Следует иметь в виду, что разводка выводов а, b, с, d, e, f, g в паспорте микросхемы и в некоторых справочниках приведена для нестандартного расположения сегментов индикаторов. На рис. 17 дана разводка выводов для стандартного расположения сегментов.

Микросхема К176ИЕ5 содержит кварцевый генератор с внешним резонатором на 32768 Гц и подключенным к нему девятиразрядным делителем частоты и шестиразрядный делитель частоты, структура микросхемы и типовая схема включения приведена на рисунке 18. 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 K  и K .

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.

Рис. 18. Микросхема К176ИЕ5

Сигнал с частотой 64Гц 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 логической единицы на вход R на выходах 14 и

15 – логический ноль, после снятия логической единицы на этих выходах появляются импульсы с соответствующей частотой, спад первого импульса на выходе 15 происходит через 1с после снятия логической единицы.

При подаче логической единицы на вход S происходит установка всех триггеров второго делителя в состояние логической единицы, после снятия логической единицы 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 – 30 … 100 пФ. При увеличении емкости конденсаторов частота генерации уменьшается. Точную установку частоты удобнее производить при помощи подстроечных конденсаторов, подключенных параллельно С1 и С2. При этом конденсатором, подключенным параллельно С2, осуществляют грубую настройку, подключенным параллельно С1 точную.

Сопротивление резистора R1 может находиться в пределах

4,7…68 МОм, однако при его значении менее 10 МОм возбуждаются не все кварцевые резонаторы.

Рис. 19. Микросхема К176ИЕ5

На микросхеме К176ИЕ5 можно выполнить ждущий мультивибратор, обладающий большой выдержкой вырабатываемого импульса.

Работа этого ждущего мультивибратора основана на задержке времени, которая обеспечивается подсчѐтом импульсов, вырабатываемых генератором.

Генератор выполнен на инверторах, предназначенных для кварцевого генератора микросхемы. Для запрета его работы логическая единица с выхода 15 микросхемы подается на вход цепочки инверторов генератора через диод VD1. При подаче импульса на

вход запуска логический ноль с выхода 15 микросхемы закрывает диод VD1, и он не мешает нормальной работе генератора.

Длительность формируемого импульса составляет 214 периода задающего генератора, который задаѐтся параметрами элементов R1, С1.

На выходе 14 счетчика формируется импульс положительной полярности вдвое меньшей длительности, на выходе 9 пачка из 32 импульсов.

Микросхемы К176ИЕ8 и К561ИЕ8 десятичные счетчики Джонсона с дешифратором. 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 логической единицы, при этом на выходе 0 появляется логическая единица, а на выходах 1 … 9 – логический ноль.

Рис. 20. Микросхема К176ИЕ8

Переключение счетчика происходит по спадам импульсов отрицательной полярности, подаваемых на вход CN, при этом на входе СР должен быть логический ноль. Можно также подавать импульсы положительной полярности на вход СР, переключение будет происходить по их спадам. На входе CN при этом должна быть логическая единица. Временная диаграмма работы микросхемы приведена на рис. 21.

Микросхема К561ИЕ9 счетчик с дешифратором, работа которой аналогична работе микросхем К561ИЕ8 и К176ИЕ8, но коэффициент пересчета и число выходов дешифратора 8, а не 10.

Рис. 21. Временная диаграмма работы микросхемы

Рис. 22. Микросхема К561ЕИ9

Так же, как и микросхема К561ИЕ8, данная микросхема является счѐтчиком Джонсона (т.е. построена на основе сдвигающего регистра с перекрестными связями). При подаче напряжения питания и отсутствии импульса сброса триггеры этих микросхем могут установиться в произвольное состояние, не соответствующее разрешенному состоянию счетчика. Однако в указанных микросхемах есть специальная цепь формирования разрешенного состояния счетчика, и при подаче тактовых импульсов счетчик через несколько тактов перейдет в нормальный режим работы. Поэтому в делителях частоты, в которых точная фаза выходного сигнала неважна, допустимо не подавать на входы R микросхем К176ИЕ8, К561ИЕ8 и К561ИЕ9 импульсы начальной установки.

Временная диаграмма работы микросхемы приведена на рис. 23.

Рис. 23. Временная диаграмма работы микросхемы

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 логический ноль. Возможно также соединение старшего выхода дешифратора (7 или 9) со входом СР следующей микросхемы и подача на вход CN логической единицы. Однако такие способы соединения приводят к накоплению задержек в многоразрядном счетчике. Максимальная рабочая частота многоразрядных счетчиков не снижается относительно частоты работы отдельной микросхемы.

На рис. 24 приведена схема 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 SA1, SA2, на всех входах элемента «И-НЕ» DD3 получается логическая единица, что приведет к появлению логической единицы на выходе инвертора DD4, сигнализирующей об окончании заданного временного интервала.

Микросхемы К561ИЕ8 и К561ИЕ9 удобно использовать в делителях частоты с переключаемым коэффициентом деления. На рис. 25 приведен пример двухдекадного делителя частоты. Переключателем SA1 устанавливают единицы необходимого коэффициента пересчета, переключателем SA2 десятки. При достижении счетчиками DD1, DD2

состояния, соответствующего положениям переключателей, на  все входы элемента DD3.1 приходит логическая единица.

Рис. 24. Схема таймера с использованием микросхем К176ИЕ8 или К561ИЕ8

Благодаря этому триггер на элементах DD3.2 и DD3.3 устанавливается в состояние, при котором на выходе элемента DD3.3 появляется логическая единица, сбрасывающая счетчики DD1, DD2 в исходное состояние. В результате на выходе элемента DD3.1 также получается логическая единица, и следующий входной импульс устанавливает триггер DD3.2, DD3.3 в исходное состояние, сигнал сброса со входов R микросхем DD1, DD2 снимается, и описанная выше процедура повторяется.

Триггер на элементах DD3.2 и DD3.3 гарантирует сброс микросхем DD1, DD2 при достижении счетчиком нужного состояния. При его отсутствии и большом разбросе порогов переключения микросхем DD1, DD2 по входам R возможен случай, когда одна из этих микросхем 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 DD3.2.

Рис. 25. Двухдекадный делитель частоты

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.

Микросхемы К561ИЕ10 и КР1561ИЕ10 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 логической единицы. Логика работы входов СР и CN отлична от работы аналогичных входов микросхем К561ИЕ8 и К561ИЕ9. Триггеры микросхем К561ИЕ10 и КР1561ИЕ10 срабатывают по спаду импульсов на входе СР при логическом нуле на входе CN (для К561ИЕ8 и К561ИЕ9 на входе CN должна быть логическая единица).

 

Рис. 26. Микросхема К561ИЕ10

Возможна работа по фронтам импульсов на входе CN, при этом на входе СР должна быть логическая единица (для К561ИЕ8 и К561ИЕ9 – логический ноль). Таким образом, входы СР и CN в микросхемах К561ИЕ10 и КР1561ИЕ10 объединены по схеме элемента

«И», а в микросхемах К561ИЕ8 и К561ИЕ9 – по «ИЛИ».

При соединении микросхем в многоразрядный счетчик с последовательным переносом выходы 8 предыдущих счетчиков соединяют со входами СР последующих, а на входы CN подают логический ноль.

Один счетчик микросхемы может быть использован для построения делителей частоты с коэффициентом деления от 2 до 16. Для примера на рис. 27 приведена схема счетчика с коэффициентом пересчета 10.

Для получения коэффициентов пересчета 3, 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,  14  элемент  DD2.1  должен иметь три входа, для коэффициента 15 четыре входа.

Рис. 27. Схема счетчика с коэффициентом пересчета

Рис. 28. Микросхема К567ИЕ11

Микросхема К561ИЕ11 – двоичный четырѐхразрядный реверсивный счѐтчик.

Входы, выходы и режимы работы этой микросхемы были рассмотрены в разделе, посвящѐнном реверсивным счѐтчикам, поэтому остановимся только на каскадировании.

Для соединения микросхем в счетчик с последовательным переносом необходимо объединить между собой все входы С, выходы Р микросхем соединить со входами P1 следующих, а на вход P1 младшего разряда подать логический ноль. Выходные сигналы всех микросхем счетчика изменяются одновременно, однако максимальная частота работы счетчика меньше, чем отдельной микросхемы из-за накопления задержек в цепи переноса.

Особенности построения микросхемы К561ИЕ11 требуют, чтобы изменение сигнала направления счета на входе U происходило в паузе между счетными импульсами на входе С, то есть при логической единице на этом входе, или по спаду этого импульса.

Рис. 29. Схема счетчика

Рис. 30. Микросхема К176ИЕ12

Микросхема К176ИЕ12 предназначена для использования в электронных часах или других устройствах, функционирующих по временным параметрам.

В ее состав входят кварцевый генератор G с внешним кварцевым резонатором на частоту 32768 Гц и два делителя частоты на

32768 и на 60.

При подключении к микросхеме кварцевого резонатора, по приведѐнной  схеме,  она  обеспечивает  получение  частот  32768,

1024, 128, 2, 1, 1/60Гц. Импульсы с частотой 128Гц 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 1/60Гц подаются на счетчик минут, импульсы с частотой 1Гц могут использоваться для подачи на счетчик секунд и для обеспечения мигания разделительной точки, для установки показаний часов могут использоваться импульсы с частотой 2Гц. Частота 1024Гц предназначена для звукового сигнала будильника и для опроса разрядов счетчиков при динамической индикации, выход частоты 32768 Гц контрольный.

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

Сопротивление резистора R1 может иметь ту же величину, что и для микросхемы К176ИЕ5. Конденсатор С3 служит для точной подстройки частоты, С4 для грубой. В большинстве случаев конденсатор С2 может быть исключен.

Микросхема К176ИЕ13 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.

Микросхема К561ИЕ14 двоичный и двоично-десятичный четырехразрядный счетчик.

Принцип его работы практически полностью повторяет принцип работы микросхемы К561ИЕ11. Отличие заключается в замене входа R на вход В вход переключения модуля счета.

Рис. 31. Микросхема К561ИЕ14

При логической единице на входе В микросхема К561ИЕ14 производит двоичный счет, так же, как и К561ИЕ11, при логическом нуле на входе В осуществляется двоично–десятичный счѐт. Назначение остальных входов, режимы работы и правила включения для этой микросхемы такие же, как и для К561ИЕ11.

Микросхема К561ИЕ16 14-разрядный двоичный счетчик с последовательным переносом.

Рис. 32. Микросхема К561ИЕ16

У микросхемы имеются 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 логической единицы, счет по спадам импульсов, подаваемых на вход С.

Счетчик имеет выходы не всех разрядов отсутствуют выходы разрядов 2 и 4, 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.

Коэффициент деления одной микросхемы К561ИЕ16 составляет 214  = 16384, при необходимости получения большего коэффициента деления можно выход 8192 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 1024 предыдущей, можно за счет уменьшения разрядности счетчика получить недостающие выходы двух разрядов второй микросхемы как показано на рис. 33.

Подключая ко входу микросхемы К561ИЕ16 половину микросхемы К561ИЕ10, можно не только получить недостающие выходы, но и увеличить разрядность счетчика на единицу, что позволяет и обеспечить коэффициент деления 215 = 32768.

Рис. 33. Выходы двух разрядов

Рис. 34. Микросхема К561ИЕ16

Рис. 35. Микросхема К561ИЕ10

Микросхема К176ИЕ17 представляет собой календарь. Она содержит счѐтчик дней недели, чисел месяца и месяцев.

Рис. 36. Микросхема К561ИЕ19

Микросхема К176ИЕ18 по своему построению 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. Кроме того данная микросхема имеет специальный формирователь звукового сигнала, выход которого выполнен с открытым стоком и позволяет подключать излучатели с сопротивлением 50Ом и выше между этим выходом и плюсом питания без эмиттерного повторителя.

Микросхемы К176ИЕ12, К176ИЕ13, К176ИЕ17, К176ИЕ18 допускают напряжение питания такое  же,  как  и  микросхемы серии К561 – от 3 до 15В.

Микросхема К561ИЕ19 пятиразрядный сдвигающий регистр с возможностью параллельной записи информации, предназначенный для построения счетчиков с программируемым модулем счета.

Микросхема имеет пять информационных входов для параллельной записи D1 … D5, вход информации для последовательной записи D0, 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 логической единицы все триггеры микросхемы устанавливаются в ноль, на всех выходах появляется логическая единица независимо от сигналов на других входах. При подаче на вход R логического нуля, а на вход S логической единицы 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 логического нуля возможен сдвиг информации в триггерах микросхемы, который будет происходить по спадам импульсов, поступающих на вход С. В первый триггер информация 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 рисунке 38 показана временная диаграмма работы микросхемы в режиме деления на 6, которая организуется в случае соединения входа D0 с выходом 3.

Рис. 37. Временная диаграмма работы микросхемы в режиме деления

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, в выход ко входу D0. Для примера на рисунке 38 приведена схема делителя частоты на 5 и 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 К561ИЕ9 не подавать импульс начальной установки на счетчик, если фаза выходных импульсов не важна.

Микросхема  КР1561ИЕ20   двенадцатиразрядный двоичный счетчик с коэффициентам деления 212 = 4096.

Рис. 38. Схема делителя частоты на 5 и временная диаграмма работы

Рис. 39. Микросхема КР1561ИЕ20

У нее два входа R (для установки нулевого состояния) и С (для подачи тактовых импульсов). При логической единице на входе R счетчик устанавливается в нулевое состояние, а при логическом нуле считает по спадам поступающих на вход С импульсов.

Микросхема во многом повторяет микросхему К561ИЕ16, поэтому еѐ можно использовать для деления частоты на коэффициенты, являющиеся степенью числа 2.

Рис. 40. Микросхема КР1561ИЕ21

Микросхема КР1561ИЕ21 синхронный двоичный счетчик с возможностью параллельной записи информации по спаду тактового импульса.

Подача логического нуля на вход R независимо от состояния других входов приводит к установке триггеров микросхемы в состояние нуля. Для обеспечения режима счета на входе R необходимо подать логическую единицу, тот же сигнал должен быть подан на входы разрешения параллельной записи EL, разрешения ЕС, разрешения выдачи сигнала переноса ЕР.

Изменение состояния триггеров счетчика при счете происходит по фронту импульсов, подаваемых на вход С. При подаче логического нуля на вход EL микросхема переходит в режим параллельной записи информации со входов D1 … D8. Запись происходит по фронтам импульсов на входе С, что позволяет использовать микросхему в режиме сдвигающего регистра. При записи на входе R должна быть логическая единица, сигналы на входах ЕС и ЕР произвольны.

На выходе переноса Р логическая единица появляется в том случае, когда счетчик находится в состоянии 9, а на входе ЕР – логическая единица, в остальных случаях на выходе Р логический ноль. Подача логического нуля на вход ЕР запрещает выдачу логической единицы на выходе Р и счет импульсов. Подача логического нуля на вход ЕС запрещает счет, но не запрещает выдачу сигнала переноса. Сигнал запрета счета (логический ноль на входах ЕС и ЕР) действует лишь в том случае, если он полностью перекрывает по длительности импульс на входе С, в том числе он может совпадать с ним по времени.

Для обеспечения параллельной записи на вход EL необходимо подать логический ноль. Информация на входы D1 … D8 может быть подана как при логической единице, так и при логическом нуле на входе С и удерживаться до момента перехода логического нуля на входе С в логическую единицу, когда и произойдет запись.

Для обеспечения счета с числа, введенного в микросхему при параллельной записи, логический ноль на входе EL должен быть изменен на логическую единицу или одновременно с переходом логического нуля в логическую единицу на входе С, или при логической единице на входе С.

На рис. 41 приведена схема соединения микросхем КР1561ИЕ21 в многоразрядный синхронный счетчик.

Рис. 41. Схема соединения микросхем КР1561ИЕ21 в многоразрядный синхронный счетчик

Как уже указывалось выше, микросхема КР1561ИЕ21 может работать в режиме сдвигающего регистра. Для обеспечения такого режима необходимо входы D1 … D8 соединить с выходами 1-2-4-8 в необходимом порядке. Для сдвига информации на один двоичный разряд по каждому тактовому импульсу в сторону старших разрядов соединение необходимо произвести в соответствии с рисунком 42.

Рис. 42. Схема соединения микросхем

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.         Что такое счетчик?

2.         Классификация счетчиков в зависимости от класса цифровых автоматов и способа кодирования внутренних состояний.

3.         Двоичный счетчик, его устройство, свойства, временные диаграммы работы.

4.         Синхронные и асинхронные счетчики. Счетчики с параллельным и последовательным переносом.

5.         Функция переходов JK-триггера, функция возбуждения Т-триггера.

6.         Построение  графа  переходов  и  диаграмм  Вейча  для  переходов функций возбуждений Т.

7.         Принцип кодирования в коде 8421BCD.

8.         Функции и схемная реализация двоично-десятичного счетчика.

9.         Принцип кода Грея.

10. Применение канонического метода синтеза для построения счетчика

Грея.

11. Счетчики Джонсона. Свойства, таблица истинности.

12. Схемное решение и временные диаграммы работы счетчика. В чем состоит недостаток счетчиков Джонсона?

13. Реверсивные счетчики. Свойства, схемное решение.

14. Принцип работы микросхемы 561ИЕ11.

15. Программируемый делитель. Определение, свойства.

16. Специализированная  микросхема  КА561ИЕ15Б.  Принцип  работы, свойства. Как происходит процесс деления?

17. Преимущества  микросхем  КМОП-логики  перед  микросхемами  ТТЛлогики.

18. Объясните принцип работы, свойства и схемное решение микросхем:

  серии  К176:  К176ИЕ1,  К176ИЕ2,  К176ИЕ3,  К176ИЕ4,  К176ИЕ5, К176ИЕ8, К176ИЕ12, К176ИЕ13, К176ИЕ17, К176ИЕ18;

 

  серии К561: К561ИЕ8, К561ИЕ9, К561ИЕ10, К561ИЕ11, К561ИЕ14, К561ИЕ16, К561ИЕ19;

серии КР1561: КР1561ИЕ10, КР1561ИЕ20, КР1561ИЕ21.

Материал взят из книги Логические автоматы. Типовые последовательностные схемы (А.В. Илюхин)

studik.net

Стандартные серии КМОП: к176, к561, 564

Микросхема

Аналог

Корпус

Назначение

 564АГ1 CD4098B 402.16-33 2 моностабильных одновибратора
 564ГГ1 CD4046B 402.16-23 Генератор с ФАПЧ
 564ИД1
К561ИД1
CD4028A
CD4028AE
402.16-23
238.16-1
Двоично-десятичный декодер
К176ИД2 б/а 238.16-1 Дешифратор двоичного кода в семисегментный
К176ИД3 б/а 238.16-1 Дешифратор двоичного кода в семисегментный
 564ИД4 CD4055 402.16-33 Дешифратор возбуждения
 564ИД5 CD4056A 402.16-33 Стробируемый дешифратор возбуждения
К176ИЕ1 CD4024A 201.14-1 6-разрядный двоичный счетчик
К176ИЕ2 TA5971 238.16-1 5-разрядный счетчик
К176ИЕ3 HEF4017 201.14-1 Счетчик по модулю 6 с выводом на 7-сегментный индикатор
К176ИЕ4 CD4026 201.14-1 Счетчик по модулю 10 с выводом на 7-сегментный индикатор
К176ИЕ5 CD4033 201.14-1 15-разрядный делитель частоты
К561ИЕ8 CD4017AE 238.16-1 Десятичный счетчик делитель
564ИЕ9
К561ИЕ9
CD4022A 402.16-32
238.16-1
Счетчик-делитель на 8
564ИЕ10
К561ИЕ10
MC14520AP 402.16-33
238.16-1
Два 4-разрядных счетчика
564ИЕ11
К561ИЕ11
MC14516AP 402.16-23
238.16-1
4-разрядный двоичный реверсивный счетчик
К176ИЕ12 б/а 238.16-1 15-разрядный делитель частоты и двоичный счетчик на 60
К176ИЕ13 б/а 238.16-1 Двоичный счетчик с устройством управления
564ИЕ14
К561ИЕ14
CD4029A
CD4029AE
402.16-23
238.16-1
Двоично-десятичный 4-разрядный реверсивный счетчик с предустановкой
564ИЕ15
К561ИЕ15
КА561ИЕ15
CD4059A 4118.24-2
405.24-7
Программируемый счетчик
К561ИЕ16 CD4020AE 238.16-1 14-разрядный двоичный счетчик-делитель
К176ИЕ17 б/а 201.14-1 Двоичный счетчик с устройством управления (календарь)
К176ИЕ18 б/а 201.14-1 Двоичный счетчик на 60 с 15-разрядным делителем частоты, генератором сигнала звонка
564ИЕ19
К561ИЕ19
CD4018A 402.16-23
238.16-1
5-разрядный счетчик Джонсона с предустановкой
564ИЕ22 MC14553B 402.16-23 3-декадный двоично-десятичный счетчик с регистром памяти
564ИК1
К561ИК1
б/а 402.16-23
238.16-1
Строенный мажоритарный элемент
564ИК2 б/а 4118.24-2 Схема управления 5-разрядными 7-сегментными индикаторами в мультиплексном режиме
564ИМ1
К561ИМ1
CD4008A 402.16-23
238.16-1
4-разрядный сумматор
564ИП2
К561ИП2
MC14585A 402.16-32
238.16-1
4-разрядная схема сравнения
564ИП3 MC14581A 405.24-2 Ариметическо-логическое устройство
564ИП4 MC14582A 402.16-33 Схема сквозного переноса
564ИП5
К561ИП5
MC14554A
MC14554CP
402.16-33
238.16-1
Универсальный двухразрядный умножитель
564ИП6 CD40101B 401.14-5 9-разрядный контролер четности
564ИР1 CD4006A 401.14-5 18-разрядный сдвигающий регистр
564ИР2
К561ИР2
CD4015A
CD4015AE
402.16-23
238.16-1
Два 4-разрядных регистра сдвига
К176ИР3 б/а 201.14-1 4-разрядный сдвигающий регистр
К176ИР4 CD4031 201.14-1 64-разрядный регистр сдвига
564ИР6
К561ИР6
CD4034AE 405.24-2
239.24-1
8-разрядный сдвигающий регистр
564ИР9
К561ИР9
CD4035A 402.16-23
238.16-1
4-разрядный последовательно- параллельный регистр
К176ИР10 CD4006E 201.14-1 8-разрядный сдвигающий регистр
564ИР11
К561ИР11
MC14580CP
б/а
405.24-2
239.24-1
Многоцелевой регистр (8х4) бит
564ИР12
К561ИР12
MC14580A 405.24-2
239.24-1
Многоцелевой регистр (4х4 бит)
564ИР13 MM54C905 405.24-2 12-разрядный регистр последовательного приближения
564ИР16 CD40105B 402.16-23 Регистровое ЗУ 16х4 бит
564КП1
К561КП1
CD4052A 402.16-23
238.16-1
Двойной 4-канальный мультиплексор
564КП2
К561КП2
CD4051A 402.16-23
238.16-1
8-канальный мультиплексор
К561КП6 KT8592 238.16-1 4-разрядный коммутатор для АТС со встроенной памятью состояния матрицы ключей
К176КТ1 CD4016E 201.14-1 4 двунаправленных переключателя
564КТ3
К561КТ3
CD4066A 401.14-5
201.14-1
4 двунаправленных переключателя
 564ЛА7
К561ЛА7
КФ561ЛА7
CD4011A 401.14-5
201.14-1
4313.14-А
4 логических элемента 2И-НЕ
564ЛА8
К561ЛА8
CD4012A 401.14-5
201.14-1
2 логических элемента 4И-НЕ
564ЛА9
К561ЛА9
CD4023A 401.14-5
201.14-1
3 логических элемента 3И-НЕ
564ЛА10 CD40107B 401.14-5 2 логических элемента 2И-НЕ с открытым стоком
564ЛЕ5
К561ЛЕ5
CD4001A 401.14-1В
201.14-1
4 логических элемента 2ИЛИ-НЕ
564ЛЕ6
К561ЛЕ6
CD4002A 401.14-1В
201.14-1
2 логических элемента 4ИЛИ-НЕ
564ЛЕ10
К561ЛЕ10
CD4025A 401.14-5
201.14-1
3 логических элемента 3ИЛИ-НЕ
К176ЛИ1 б/а 201.14-1 Элемент 9И и элемент НЕ
 564ЛН1
К561ЛН1
MC14502AP 402.16-32
238.16-1
6 логических элементов НЕ с блокировкой и запретом
 564ЛН2
К561ЛН2
CD4049A 401.14-5
201.14-1
6 логических элементов НЕ
К561ЛН3 MPD4503 238.16-1 6 повторителей с блокировкой для видеомагнитофонов с 3 состояниями
К561ЛН5 CD4069A 201.14-1 6 логических элементов НЕ
К176ЛП1 CD4007E 201.14-1 Элемент логический универсальный
 564ЛП2
К561ЛП2
CD4030A 401.14-5
201.14-1
4 двухвходовых элемента «Исключающее-ИЛИ»
К176ЛП4 CD4000E 201.14-1 2 логических элемента 3ИЛИ-НЕ и логический элемент НЕ
К176ЛП11 б/а 201.14-1 2 логических элемента 4ИЛИ-НЕ и логический элемент НЕ
К176ЛП12 б/а 201.14-1 2 логических элемента 4И-НЕ и логический элемент НЕ
 564ЛП13
К561ЛП13
КФ561ЛП13
б/а 401.14-5
201.14-1
4313.14-А
Три 3-входовых мажоритарных элемента
 564ЛС1
К176ЛС1
б/а 401.14-5
201.14-1
3 логических элемента 3И-ИЛИ
 564ЛС2
К561ЛС2
CD4019A 402.16-23
238.16-1
4 логических элемента И-ИЛИ
 564ПР1 CD4094B 402.16-23 8-разрядный преобразователь последовательного кода в параллельный
К176ПУ1 б/а 201.14-1 5 преобразователей уровня КМОП-ТТЛ
К176ПУ2 CD4009E 238.16-1 6 преобразователей уровня с инверсией
К176ПУ3 CD4010E 238.16-1 6 преобразователей уровня
 564ПУ4
К561ПУ4
CD4050A 402.16-32
238.16-18
6 преобразователей уровня
К176ПУ5 б/а 238.16-1 Преобразователи уровня
 564ПУ6 CD40109A 402.16-23 4 преобразователя уровня
 564ПУ7
К561ПУ7
б/а 401.14-5
201.14-1
6 преобразователей уровня логических уровней с низкого на высокий с инверсией
 564ПУ8
К561ПУ8
б/а 401.14-5
201.14-1
6 преобразователей уровня логических уровней с низкого на высокий без инверсии
 564ПУ9 CD40116 4118.24-2 8-разрядный двунаправленный преобразователь уровня для сопряжения ТТЛ-КМОП
 564РП1 CD4039A 4118.24-2 Буферное ЗУ с организацией 8*4
 564РУ2
К561РУ2
К176РУ2
CD4061A

CD4061
ОЗУ 256х1 бит
 564СА1
К561СА1
MC14531A 402.16-33
238.16-1
12-разрядная схема сравнения
 564ТВ1
К561ТВ1
CD4027A 402.16-23
238.16-1
2 триггера J-K
 564ТЛ1
К561ТЛ1
CD4093A 401.14-5
201.14-1
4 триггера Шмитта с входной логикой 2И-НЕ
К176ТМ1 CD4003E 201.14-1 2 D-триггера со сбросом
 564ТМ2
К561ТМ2
CD4013A 401.14-5
201.14-1
2 D-триггера
 564ТМ3
К561ТМ3
CD4042A 402.16-32
238.16-1
4 D-триггера
 564ТР2
К561ТР2
CD4043A 402.16-32
238.16-1
4 R-S-триггера
 564УМ1 CD4054A 402.16-33 Усилитель индикации

radioschema.ru

РадиоЧайник (Применение микросхем серии К176

Оглавление
(Часть 1) Часть 2 Часть 3

Применение микросхем серии К176

Рассмотренные ранее в журнале [1—3] интегральные микросхемы серии К155 позволяют строить самые разнообразные цифровые устройства с быст­родействием до 10...15 МГц, однако потребляемая ими мощность довольно велика. В ряде случаев, где не нужно такое высокое быстродействие, а, нао­борот, необходима минимальная пот­ребляемая мощность, применяют инте­гральные микросхемы серии К176.

Микросхемы этой серии изготовляют по технологии дополняющих транзисто­ров структуры МОП (металл — оки­сел — полупроводник). Основная осо­бенность и достоинство микросхем — ничтожное потребление тока в статиче­ском режиме, находящееся в пределах 0,1...100мкА. При работе на максималь­ной рабочей частоте 1...2 МГц потреб­ляемая мощность доходит до значений этого параметра микросхем ТТЛ с близким быстродействием, например, серии К134. Номинальное напряжение питания микросхем серии К176 — 9 В ±5 %, однако они сохраняют ра­ботоспособность в интервале питающе­го напряжения от 5 до 12 В. Диапазон рабочих температур — от —10 до +70°С. При напряжении питания 9 В уровень логического 0 — не более 0,3 В, уровень 1 — не менее 8,2 В. Максимальный выходной ток составля­ет единицы миллиампер. Такие пара­метры затрудняют подключение микро­схем серии К176 к микросхемам других серий и индикаторам.

В номенклатуру серии К176 входит свыше 30 микросхем. Из них к комбина­ционным относят логические .элементы, содержащие в своем обозначении буквы ЛЕ (элементы ИЛИ-НЕ), ЛА (элемен­ты И-НЕ). ЛП (сочетание элементов ИЛИ-НЕ или И-ИЕ и инвертора, эле­мент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ), де­шифратор К176ИД1, четырехразрядный полный сумматор К176ИМ1 и некото­рые другие; к последовательностным — интегральные   триггеры   К176ТМ1, К176ТМ2,     К176ТВ1,     счетчики К176ИЕ1 — К176ИЕ18,- сдвигающие регистры К176ИР2 — К176ИР10 и не­которые другие.

Логические элементы И, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, НЕ этой серии работают так же, как и аналогичные элементы серии К155.

Интегральная микросхема К176ИД1 (ее обозначение показано на рис. 1,а) — дешифратор на 10 выходов. Он имеет 4 входа для сигналов в коде 1-2-4-8. Выходной сигнал с уровнем 1 появляет­ся на том выходе дешифратора, номер которого в виде десятичного числа выражает состояние входов в двоичном коде. На остальных выходах дешифра­тора при этом будет уровень 0.

Дешифратор К176ИД1 не имеет спе­циального входа стробирования. При построении дешифраторов с числом выходов более 10 можно использовать для этой цели вход 8, так как сигналы на выходах 0—7 могут появиться лишь при уровне 0 на этом входе. Такой расширенный дешифратор можно соб­рать по схеме на рис. 2.

Микросхема К176ЛП2 (рис. 1,6) — сумматор по модулю 2 или ИСКЛЮ­ЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Логика ее работы полностью совпадает с логикой работы микросхемы К155ЛП5 [З].

Полный четырехразрядный сумматор К176ИМ1 (рис. 1,в) по логике работы соответствует микросхеме К155ИМЗ [З]. На входы А1—А4 подают сигналы в двоичном коде одного из суммируе­мых чисел, на входы В1—В4 — сигналы второго числа (Al, Bl — младшие разряды), а на вход С — сигнал пере­носа с предыдущего разряда. На вы­ходах SI—S4 формируются сигналы, соответствующие коду суммы чисел, а на выходе P — сигнал переноса в сле­дующий разряд. У микросхемы, сумми­рующей только младшие, разряды мно­горазрядных двоичных чисел, вход C соединяют с общим проводом.

Интегральная микросхема К176ЛП1 (рис. 1,г) занимает особое место среди комбинационных микросхем серии К176. В нее входят три полевых транзистора с каналом p-типа и столько же — с ка­налом    n-типа. Соединяя выводы микросхемы, можно получить три от­дельных инвертора (рис. 3.а), инвертор с мощным выходом (рис. 3,б), трехвходовый элемент ИЛИ-НЕ (рис. 3,в), трехвходовый элемент И-НЕ (рис. 3,г), отсутствующий в серии элемент ИЛИ-И-НЕ (рис. 3,д) и мультиплексор с дву­мя входами (рис. 3,е).

Мультиплексор по приведенной схе­ме пропускает сигнал на выход D с входа А при уровне 1 на входе С или с входа В при уровне 0 на входе С. Причем такой мультиплексор обратим, т. е. при тех же условиях сигнал с выхода D проходит на входы А или В,

Пропускаемый сигнал может быть как цифровым, так и аналоговым. Ана­логовый сигнал по амплитуде не дол­жен выходить за допустимые пределы напряжения питания микросхемы. Со­противление между входом и выходом открытого канала мультиплексора со­ставляет 100...200 Ом и зависит от напряжения на входе и разности напря­жений между входом и выходом. Для получения малых нелинейных искаже­ний передаваемого сигнала сопротивле­ние нагрузки должно быть не менее 50...100 кОм.

В серию входят три микросхемы счет­ных триггеров: К176ТВ1, К176ТМ1, К176ТМ2.

Микросхема К176ТВ1 (рис. 1, д) содержит два JK-триггера. Каждый триггер, кроме входов J и K, имеет входы R и S для установки триг­гера в нулевое или единичное состоя­ние соответственно, а также вход C для тактовых импульсов; При подаче уров­ня 1 на вход R триггер устанав­ливается в нулевое состояние, а на вход S — в единичное.

Триггер не переключается при изме­нении сигналов на J и K входах, играют роль лишь их уровни на этих входах во время спада импуль­са отрицательной полярности на входе С. Так, если на входах J и K при­сутствует уровень 1, то каждым спа­дом импульса отрицательной полярно­сти на тактовом входе С триггер переключается в противоположное со­стояние. При уровне 0 на входах J и K состояние триггера импульсами на входе C не изменяется. В случае, если уровень 1 воздействует на вход J, а уровень 0 — на вход K, спад импульса на входе C устанавливает триггер в единичное состояние. Если же на входе J — уровень 0, а на входе K — 1, то спадом импульса на входе С триггер переключается в нуле­вое состояние.

 Интегральная микросхема К176ТМ2 (рис. 1,ж) состоит из двух D-триг-геров. В нулевое и единичное состоя­ния триггеры устанавливаются так же, как и триггеры микросхемы К176ТВ1, при подаче уровней 1 на входы R и S. Спадами тактовых импуль­сов отрицательной полярности на входе С триггеры переключаются в состоя­ние, соответствующее уровню на входе D, аналогично триггерам в микросхе­ме K155TM2.

Микросхема К176ТМ1 отличается от K176TM2 только отсутствием входов S (рис. 1,е).


При построении двоичных счетчиков на микросхемах серии К 176 входы С триггеров подключают к инверсным вы­ходам предыдущих триггеров. Схемы декад на микросхемах К176ТВ1 и К176ТМ2, а также временные диаграм­мы их работы приведены на рис. 4 и 5.

Шестиразрядный двоичный счетчик К176ИЕ1 (рис. 1,з) имеет вход R для установки триггеров счетчика в нулевое состояние (уровнем 1) и вход С для счетных импульсов. Триггеры микросхемы переключаются спадом импульсов отрицательной по­лярности на входе С. В многораз­рядных делителях частоты для пра­вильного порядка переключения триг­геров входы микросхем К176ИЕ1 под­ключают к выходам предыдущих через инверторы.

Пятиразрядный счетчик К176ИЕ2 (рис. 1,и) может работать как двоич­ный счетчик в коде 1-2-4-8-16 при уровне 1 на управляющем входе А или как декада с подключенным к ее выходу триггером при уровне 0 на том же входе. Во втором случае код работы счетчика 1-2-4-8-10, а об­щий коэффициент деления частоты входного сигнала - 20.

На входы CP и CN микросхемы подают тактовые импульсы. Полярность импульсов при подаче на первый из этих входов должна быть поло­жительной (при уровне 1 на входе CN), на второй — отрицательной (при уровне 0 на входе CP). В обоих случаях счетчик переключается спадами импульсов. Триггеры счетчика устанав­ливаются в нулевое состояние при уров­не 1 на входе R. Первые четыре триггера счетчика можно установить в единичное состояние, если подать уровень 1 на входы SI - S8 (при этом на входе R должен быть уро­вень 0).

При уровне 0 на входе А порядок работы триггеров в счетчике иллюстри­рует временная диаграмма на рис. 6. В этом режиме на выходе переноса Р10, представляющем собой выход эле­мента И-НЕ, входы которого подклю­чены к выходам 1 и 8 микросхемы, выделяются импульсы отрицательной полярности. Фронты импульсов совпа­дают со спадом каждого девятого входного импульса, а спады — со спа­дом каждого десятого импульса. С вы­хода переноса импульсы могут быть поданы  на  вход CN следующей микросхемы многоразрядного счетчика.

Интегральные микросхемы К176ИЕЗ, К176ИЕ4 и К176ИЕ5 разработаны специально для работы в электрон­ных часах с семиеегмснтными индика­торами.

Микросхема К176ИЕ4 (рис. 1,л) содержит декаду и преобразователь ее состояний в двоичном коде в сигналы управления семисегментным индикато­ром. Триггеры декады устанавливаются в нулевое состояние при подаче уров­ня 1 на вход R, а переключаются спадом положительных импульсов на входе С.

На выходах a—g микросхемы фор­мируются выходные сигналы, обес­печивающие на семисегментном ин­дикаторе свечение цифр, соответствую­щих состоянию декады. При подаче уровня 0 на управляющий вход S состояние декады определяется уровнями 1 на выходах a—g, а при поступлении уровня 1 — уровнями 0 на тех же выходах. Такое переклю­чение полярности выходных сигналов существенно расширяет область при­менения микросхемы.

На выходе 4 микросхемы после че­тырех входных импульсов возникает уровень 1, который служит для органи­зации сброса счетчика часов, собран­ного на микросхемах К176ИЕЗ и К176ИЕ4, при достижении им состояния 24. Выход P микросхемы -   выход переноса, на котором спад положи­тельного импульса формируется в мо­мент перехода декады из состояния 9 в состояние 0.

Следует помнить, что в паспорте микросхемы и в некоторых справоч­никах обозначение выходов а - g дано для нестандартного расположения сегментов в индикаторах. На рис, 1,л приведено обозначение выходов для стандартного расположения сегментов.

Два варианта подключения к мик­росхеме К176ИЕ4 вакуумных семисегменгных индикаторов иллюстрируют схемы на рис. 7. Напряжение нака­ла выбирают в соответствии с типом используемого индикатора. Подбором напряжения питания в пределах +25... 30 В в устройстве по схеме на рис. 7,а и   -15...20 В в устрой­стве по схеме на рис, 7.б можно изменять яркость свечения сегментов. Транзисторы в устройстве по схеме на рис. 7.б могут быть любыми кремниевыми структуры p-n-p с обрат­ным током коллекторного перехода, не превышающим 1 мкА при напряжении 25 В. Если этот ток больше ука­занного значения, то между анодами и одним из выводов накала инди­катора необходимо включить резисто­ры сопротивлением 30...60 кОм. То же делают при использовании германиевых транзисторов.

На рис. 8 и показаны схемы подклю­чения к микросхеме К176ИЕ4 полу­проводниковых индикаторов с общим катодом (рис, 8,а) и с общим ано­дом (рис. 8,б). Подбором резисторов R1 - R7 (в пределах 100...360 Ом) устанавливают необходимый ток через сегменты индикатора.

Светодиодные индикаторы, обеспечи­вающие достаточную яркость свечения при малых токах через сегменты (до 5 мА), можно подключить к микро­схеме непосредственно.

По схеме на рис. 8,6, исключив резисторы R1—R7, можно подключить и накальные индикаторы. При этом напряжение питания индикаторов необ­ходимо увеличить примерно на I В про­тив номинального для компенсации падения напряжения на транзисторах, Это напряжение может быть как по­стоянным, так и пульсирующим.

Интегральная микросхема К176ИЕЗ (рис. 1,к) отличается от К176ИЕ4 тем, что ее счетчик имеет коэффици­ент пересчета 6, а уровень 1 на вы­ходе 2 появляется при установке счет­чика в состояние 2.

Микросхема К176ИЕ5 (рис. 1,м) содержит каскады для работы в квар­цевом генераторе с внешним резона­тором на частоту 32 768 Гц и пятнад­цатиразрядный двоичный делитель ча­стоты. Вариант включения микросхемы показан на рис. 9. Выходной сигнал кварцевого генератора можно контро­лировать на выходах  K и К. Сиг­нал частотой 32 768 Гц поступает на вход девятиразрядного двоичного делителя частоты. С его выхода 9 сигнал частотой 64 Гц может быть подан на вход 10 шестиразрядного делителя. На выходе 14 пятого разряда этого делителя формируются импульсы часто­той 2 Гц, а на выходе 15 шесто­го разряда — 1 Гц.

Вход  R микросхемы служит для установки исходной фазы колебаний на выходах микросхемы. При подаче на вход R уровня 1 на выходах 9, 14, 15 возникает уровень 0, а после снятия установочного уровня появляются сиг­налы соответствующей частоты, причем спад первого импульса положитель­ной полярности на выходе 15 возника­ет через 1 с.

Конденсаторы C1 и C2 служат для точной установки частоты кварцевого генератора. Емкость первого из них может находиться в пределах от еди­ниц до ста пикофарад, емкость второ­го — в интервале 30.. .100 пФ. При увеличении емкости конденсаторов ча­стота генерации уменьшается. Точно устанавливать частоту удобнее подстроечными конденсаторами, подключен­ными параллельно конденсаторам C1 и C2: первым из них частоту регули­руют грубо, вторым - точно.

  Микросхемы К176ИР2, К176ИРЗ, К176ИР10 — сдвигающие регистры. Микросхема К176ИР2 (рис. 1,н) содер­жит две одинаковые независимые сек­ции по четыре разряда. Каждая секция имеет вход R для установки триг­геров в нулевое состояние при подаче уровня 1. По спадам импульсов от­рицательной полярности на входе C в регистр записывается информация с входа D в первый разряд регистра, сдвигая записанную ранее информацию в сторону возрастания номеров выхо­дов. При построении сдвигающего ре­гистра с большим числом разрядов вход D одного регистра микросхемы соединяют с выходом 4 предыдущего и объединяют входы С, а также входы R.

Четырехразрядный сдвигающий ре­гистр К176ИРЗ (рис. 1,о) по своим возможностям и назначению выводов соответствует микросхеме К155ИР1. Информация в первый разряд записы­вается через вход D0 и одновременно сдвигается в регистре спадами импуль­сов отрицательной полярности, пода­ваемых на вход C1, при уровне 0 на входе S. Через входы D1—D4 инфор­мация записывается параллельно при воздействии спадов импульсов отрица­тельной полярности на входе C2 и уровне 1 на входе S. При объеди­нении входов C1 и C2 режим сдвига пли записи выбирают, управляя входом S (при уровне 0 на входе — сдвиг, при уровне 1 — запись). Если объеди­нить входы C1 и S. специального сигнала управления не требуется.

Соединение входов D1—D3 соответ­ственно с выходами 2—4 превращает микросхему К176ИРЗ в реверсивный сдвигающий регистр.

Восемнадцати разрядный   сдвигаю­щий регистр К176ИР10 (рис. 1,п) разделен на четыре секции с общим входом C для подачи тактовых импуль­сов. Первая секция (вход D1)—че­тырехразрядная, имеет выход только в последнем разряде, вторая (вход D5)— пятиразрядная с выходами в четвертом (8) и пятом разрядах (9). Третья секция с входом D10 (вы­ход 13) аналогична первой, а четвер­тая с D14 (выходы 17 и 18) — второй. Информация записывается че­рез входы D1, D5, D10 и D14 с одновременным сдвигом в регистре спадами тактовых импульсов положи­тельной полярности на входе С. Осо­бенности построения триггеров в микро­схеме требуют, чтобы длительность тактовых импульсов не превышала 30 мкс.

Предельная частота следования так­товых импульсов для    микросхем К176ТМ1,    К176ТМ2,    К176ИЕ1, К176ИЕЗ. К176ИЕ4 — не более 1 МГц а для К176ТВ1, К176ИЕ2, К176ИР2, 176ИР10 — не более 2 МГц.

Микросхемы К176ЛП1, К176ТМ1, К176ТМ2, К176ИЕ1, К176ИЕЗ — К176ИЕ5,    К176ИРЗ,    К176ИР10, К176ЛП2 оформлены в корпусах с 14 выводами. Напряжение питания этих микросхем подают на вывод 14, а вывод 7 соединяют с общим приводом. Микро­схемы К176ТВ1, К176ИЕ2, К176ИР2, К176ИД1, К176ИМ1 имеют по 16 выводов. Напряжение питания подводят к выводу 16, а вывод 8 подклю­чают к общему проводу.

При подключении микросхем серии К 176 ни один из их входов не должен быть свободным, даже если какой-либо элемент в микросхеме не использован. Эти входы должны быть или соединены с используемыми вхо­дами того же элемента, или подклю­чены к проводнику питания или обще­му проводу в соответствии с логи­кой работы микросхемы (см., например, рис. 4.а и 5,а). Напряжение питания в устройстве, выполненном на микро­схемах серии К176, необходимо вклю­чать до подачи входных сигналов.

Особое внимание следует обратить на монтаж устройств с микросхемами К176. Перед установкой микросхем на печатную плату необходимо соединить проводник питания на ней с общим проводом через резистор сопротивле­нием 1...2 кОм. Снять его можно лишь после налаживания устройства. Если в цепи питания устройства вклю­чен стабилитрон, то резистор устанав­ливать не нужно.

Если микросхема лежит в металли­ческой коробке или ее выводы обер­нуты в фольгу, то прежде, чем взять микросхему, следует дотронуться до коробки или фольги.

Чтобы исключить случайный пробой микросхемы статическим электричест­вом, потенциалы платы, паяльника и тела монтажника должны быть оди­наковы. Для этого на ручку паяль­ника наматывают несколько витков неизолированного провода или укреп­ляют на ней жестяную пластину и соединяют (провод или пластину) через резистор сопротивлением 100...200 кОм со всеми металлическими частями паяльника (в том числе и с жалом). При монтаже свободной рукой следует держаться за проводник питания монти­руемой платы.

 

Продолжение

С. АЛЕКСЕЕВ

г. Москвы

ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеев С. Применение микросхем се­рии К155. - Радио. 1977, № 10. с. 39—41.

2. Алексеев С. Применение микросхем серии К155. - Радио, 1978, № 5. с. 37, 38.

3. Алексеев С. Применение микросхем серии K155.- Радии, 1982, № 2, с. 30—34.

 

 

radiochainik.narod.ru

Микросхемы.

Микросхемы ТТЛ (74...).

На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5...2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.

Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.

Динамические параметры микросхем ТТЛ серии

ТТЛ серия Параметр Нагрузка
Российские Зарубежные Pпот. мВт. tзд.р. нс Эпот. пДж. Cн. пФ. Rн. кОм.
К155 КМ155 74 10 9 90 15 0,4
К134 74L 1 33 33 50 4
К131 74H 22 6 132 25 0,28
К555 74LS 2 9,5 19 15 2
К531 74S 19 3 57 15 0,28
К1533 74ALS 1,2 4 4,8 15 2
К1531 74F 4 3 12 15 0,28

При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.

Взаимная нагрузочная способность логических элементов ТТЛ разных серий

Нагружаемый
выход
Число входов-нагрузок из серий
К555 (74LS) К155 (74) К531 (74S)
К155, КM155, (74) 40 10 8
К155, КM155, (74), буферная 60 30 24
К555 (74LS) 20 5 4
К555 (74LS), буферная 60 15 12
К531 (74S) 50 12 10
К531 (74S), буферная 150 37 30

Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток Ioвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Статические параметры микросхем ТТЛ

Параметр Условия измерения К155 К555 К531 К1531
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Макс.
U1вх, В
схема
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах 2 2 2 2
U0вх, В
схема
0,8 0,8 0,8
U0вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 0,4 0,35 0,5 0,5 0,5
I0вых= 16 мА I0вых= 8 мА I0вых= 20 мА
U1вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 2,4 3,5 2,7 3,4 2,7 3,4 2,7
I1вых= -0,8 мА I1вых= -0,4 мА I1вых= -1 мА
I1вых, мкА с ОК
схема
U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В 250 100 250
I1вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В 40 20 50
I0вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В -40 -20 -50
I1вх, мкА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В 40 20 50 20
I1вх, max, мА U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В 1 0,1 1 0,1
I0вх, мА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В -1,6 -0,4 -2,0 -0,6
Iк.з., мАU1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В -18 -55 -100 -100 -60 -150

www.microshemca.ru

Микросхемы.

Микросхемы ТТЛ (74...).

На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5...2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.

Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.

Динамические параметры микросхем ТТЛ серии

ТТЛ серия Параметр Нагрузка
Российские Зарубежные Pпот. мВт. tзд.р. нс Эпот. пДж. Cн. пФ. Rн. кОм.
К155 КМ155 74 10 9 90 15 0,4
К134 74L 1 33 33 50 4
К131 74H 22 6 132 25 0,28
К555 74LS 2 9,5 19 15 2
К531 74S 19 3 57 15 0,28
К1533 74ALS 1,2 4 4,8 15 2
К1531 74F 4 3 12 15 0,28

При совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.

Взаимная нагрузочная способность логических элементов ТТЛ разных серий

Нагружаемый
выход
Число входов-нагрузок из серий
К555 (74LS) К155 (74) К531 (74S)
К155, КM155, (74) 40 10 8
К155, КM155, (74), буферная 60 30 24
К555 (74LS) 20 5 4
К555 (74LS), буферная 60 15 12
К531 (74S) 50 12 10
К531 (74S), буферная 150 37 30

Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток Ioвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.

Статические параметры микросхем ТТЛ

Параметр Условия измерения К155 К555 К531 К1531
Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Тип. Макс. Мин. Макс.
U1вх, В
схема
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах 2 2 2 2
U0вх, В
схема
0,8 0,8 0,8
U0вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 0,4 0,35 0,5 0,5 0,5
I0вых= 16 мА I0вых= 8 мА I0вых= 20 мА
U1вых, В
схема
Uи.п.= 4,5 В 2,4 3,5 2,7 3,4 2,7 3,4 2,7
I1вых= -0,8 мА I1вых= -0,4 мА I1вых= -1 мА
I1вых, мкА с ОК
схема
U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В 250 100 250
I1вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В 40 20 50
I0вых, мкА Состояние Z
схема
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В -40 -20 -50
I1вх, мкА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В 40 20 50 20
I1вх, max, мА U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В 1 0,1 1 0,1
I0вх, мА
схема
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В -1,6 -0,4 -2,0 -0,6
Iк.з., мАU1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В -18 -55 -100 -100 -60 -150

www.microshemca.ru

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о