Что представляет собой микросхема К176ИЕ4. Как работает счетчик-дешифратор К176ИЕ4. Для чего используется К176ИЕ4 в электронных устройствах. Чем отличается К176ИЕ4 от аналогичной микросхемы К176ИЕ3. Какие возможности дает применение К176ИЕ4 при создании цифровых счетчиков и индикаторов.
Назначение и основные характеристики микросхемы К176ИЕ4
Микросхема К176ИЕ4 представляет собой счетчик-дешифратор, предназначенный для работы с семисегментными цифровыми индикаторами. Она объединяет в себе два основных функциональных блока:
- Десятичный счетчик, считающий от 0 до 9
- Дешифратор, преобразующий двоичный код счетчика в сигналы управления семисегментным индикатором
Основные характеристики К176ИЕ4:
- Напряжение питания: 3-15 В
- Максимальная частота счета: 5 МГц
- Число разрядов счетчика: 1 (счет до 10)
- Число выходов для управления сегментами индикатора: 7
- Корпус: DIP16
Принцип работы счетчика-дешифратора К176ИЕ4
Работа микросхемы К176ИЕ4 основана на следующем принципе:
- На вход C подаются счетные импульсы
- Внутренний счетчик увеличивает свое значение на 1 с каждым импульсом
- Дешифратор преобразует текущее значение счетчика в комбинацию сигналов для семисегментного индикатора
- На выходах A-G формируются сигналы управления соответствующими сегментами индикатора
Таким образом, при подаче последовательности импульсов на вход C, на семисегментном индикаторе будут последовательно отображаться цифры от 0 до 9.
Отличия К176ИЕ4 от аналогичной микросхемы К176ИЕ3
Микросхема К176ИЕ4 имеет схожего «собрата» — К176ИЕ3. Основные отличия между ними:
| Параметр | К176ИЕ4 | К176ИЕ3 |
|---|---|---|
| Максимальный счет | До 9 (10 состояний) | До 5 (6 состояний) |
| Сигнал на выводе 3 | Единица при счете 4 | Единица при счете 2 |
Эти отличия позволяют использовать К176ИЕ3 для построения счетчиков минут или секунд в электронных часах, а К176ИЕ4 — для более универсальных десятичных счетчиков.
Функциональное назначение выводов микросхемы К176ИЕ4
Микросхема К176ИЕ4 имеет 16 выводов, каждый из которых выполняет определенную функцию:
- Вывод 1: Vcc (напряжение питания)
- Вывод 2: P (выход переноса)
- Вывод 3: Выход «4» (единица при счете 4)
- Вывод 4: C (вход счетных импульсов)
- Вывод 5: R (вход сброса)
- Вывод 6: S (выбор типа индикатора)
- Выводы 7-13: A-G (выходы управления сегментами)
- Вывод 14: Не используется
- Вывод 15: Не используется
- Вывод 16: GND (общий)
Применение К176ИЕ4 в электронных устройствах
Микросхема К176ИЕ4 находит широкое применение в различных электронных устройствах, где требуется отображение числовой информации. Основные области применения:
- Цифровые часы и таймеры
- Электронные счетчики
- Измерительные приборы с цифровой индикацией
- Пульты управления с цифровыми дисплеями
- Бытовая электроника (микроволновые печи, стиральные машины и т.д.)
Построение многоразрядных счетчиков на основе К176ИЕ4
Одно из важных преимуществ микросхемы К176ИЕ4 — возможность каскадного соединения для построения многоразрядных счетчиков. Это достигается следующим образом:
- Выход переноса P первой микросхемы соединяется со входом C следующей
- Входы R всех микросхем объединяются для одновременного сброса
- Каждая микросхема управляет своим семисегментным индикатором
Таким образом можно построить счетчики с произвольным числом разрядов, например, двух- или трехразрядные для отображения чисел до 99 или 999 соответственно.
Особенности работы К176ИЕ4 с различными типами индикаторов
Микросхема К176ИЕ4 может работать с двумя основными типами семисегментных индикаторов:
- С общим катодом
- С общим анодом
Выбор типа индикатора осуществляется подачей соответствующего логического уровня на вход S (вывод 6):
- 0 — для индикатора с общим катодом
- 1 — для индикатора с общим анодом
Это позволяет использовать К176ИЕ4 с различными типами индикаторов без необходимости дополнительных схем сопряжения.
Построение специализированных счетчиков на базе К176ИЕ4
Используя дополнительные возможности К176ИЕ4, можно создавать специализированные счетчики с нестандартными циклами счета. Например:
- Счетчик до 24 (для часов)
- Счетчик до 60 (для минут и секунд)
- Счетчик с произвольным максимальным значением
Это достигается путем использования вывода 3 (выход «4») и входа R для принудительного сброса счетчика при достижении определенного значения.
Как построить счетчик до 24 на базе К176ИЕ4?
Для построения счетчика, считающего до 24 (например, для часов), можно использовать следующую схему:
- Первая К176ИЕ4 считает единицы часов
- Вторая К176ИЕ4 считает десятки часов
- Выход «4» второй микросхемы соединяется с входом R обеих микросхем
Таким образом, при достижении счета 24, произойдет автоматический сброс обеих микросхем в 0.
Преимущества использования К176ИЕ4 в проектах
Использование микросхемы К176ИЕ4 в электронных проектах дает ряд преимуществ:
- Простота применения — не требует сложных внешних схем
- Универсальность — работает с разными типами индикаторов
- Возможность построения многоразрядных счетчиков
- Низкое энергопотребление
- Высокая надежность и помехоустойчивость
Эти факторы делают К176ИЕ4 популярным выбором для любительских и профессиональных проектов, связанных с цифровой индикацией.
Сравнение К176ИЕ4 с современными альтернативами
Несмотря на то, что К176ИЕ4 является довольно старой микросхемой, она до сих пор находит применение. Однако существуют и более современные альтернативы:
| Параметр | К176ИЕ4 | Современные микроконтроллеры |
|---|---|---|
| Функциональность | Только счетчик-дешифратор | Множество встроенных функций |
| Программируемость | Нет | Да |
| Энергопотребление | Низкое | Очень низкое (в режиме сна) |
| Цена | Низкая | Выше |
| Простота применения | Очень высокая | Требует программирования |
Выбор между К176ИЕ4 и современными альтернативами зависит от конкретных требований проекта и навыков разработчика.
Цифровые микросхемы транзисторы.
Поиск по сайту
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.
| 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.
| 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.
| Параметр | Условия измерения | К155 | К555 | 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., мА | U1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В | -18 | -55 | -100 | -100 | -60 | -150 | |||||
Счетчики-дешифраторы К176ИЕ3, К176ИЕ4 » Паятель.Ру
Категория: Микросхемы
Существуют микросхемы К176ИЕ3 и К176ИЕ4, содержащие в себе счетчик и дешифратор, предназначенный для работы с семисегментным индикатором. Микросхемы имеют одинаковые цоколевки и корпуса (показано на рисунке 1А и 1Б на примере микросхемы К176ИЕ4), разница состоит в том, что К176ИЕ3 считает до 6-ти, а К176ИЕ4 до 10-ти. Микросхемы предназначены для электронных часов, поэтому К176ИЕ3 считает до 6-ти, например если нужно считать десятки минут или секунд.
Кроме того обе микросхемы имеет по дополнительному выводу (вывод 3). В микросхеме К176ИЕ4 на этом выводе появляется единица в тот момент, когда её счетчик переходит в состояние «4».
А в микросхеме К176ИЕ3 на этом выводе появляется единица в тот момент, когда счетчик досчитает до 2-х.
Таким образом, наличие этих выводов дает возможность построить счетчик часов, считающий до 24-х.
Рассмотрим микросхему К176ИЕ4 (рисунок 1А и 1Б). На вход «С» (вывод 4) подаются импульсы которые микросхема должна считать и отображать их число в семисегментном виде на цифровом индикаторе. Вход «R» (вывод 5) служит для принудительной установки счетчика микросхемы в ноль. При подаче на него логической единицы счетчик переходит в нулевое состояние, и на индикаторе, подключенном к выходу дешифратора микросхемы будет цифра «0», выраженная в семисегментном виде (смотри занятие №9).
Счетчик микросхемы имеет выход переноса «Р» (вывод 2). По микросхема считает до 10 на этом выводе логическая единица. Как только микросхема достигает 10-ти (на её вход «С» поступает десятый импульс) она автоматически возвращается в нулевое состояние, и в этот момент (между спадом 9-го импульса и фронтом 10-го) на выходе ИР» формируется отрицательный импульс (нулевой перепад).
Наличие этого выхода «Р» позволяет использовать микросхему как делитель частоты на 10, потому, что частота импульсов на этом выходе будет в 10 раз ниже частоты импульсов, поступающих на вход «С» (через каждые 10 импульсов на входе «С», — на выходе «Р» получается один импульс). Но главное назначение этого выхода (ИРИ) — организация многразрядного счетчика.
Еще один вход — «S» (вывод 6), он нужен для выбора типа индикатора, с котором будет работать микросхема. Если это светодиодный индикатор с общим катодом (см. занятие №9), то для работы с ним на этот вход нужно подать логический нуль. Если индикатор с общим анодом — нужно подать единицу.
Выходы «A-G» служат для управления сегментами светодиодного индикатора, они подключаются к соответствующим входам семисегментного индикатора.
Микросхема К176ИЕ3 работает так же как и К176ИЕ4, но считает только до 6-ти, и на её выводе 3 появляется единица тогда, когда её счетчик досчитывает до 2-х. В остальном микросхема не отличается от К176ИЕЗ.
Рис.2
Для изучения микросхемы К176ИЕ4 соберите схему, показанную на рисунке 2. На микросхеме D1 (К561ЛЕ5 или К176ЛЕ5) построен формирователь импульсов. После каждого нажатия и отпускания кнопки S1 на его выходе (на выводе 3 D1.1) формируется один импульс. Эти импульсы поступают на вход «С» микросхемы D2 — К176ИЕ4. Кнопка S2 служит для подачи единичного логического уровня на вход «R» D2, чтобы переводить, таким образом, счетчик микросхемы в нулевое положение.
К выходам A-G микросхемы D2 подключен светодиодный индикатор Н1. В данном случае используется индикатор с общим анодом, поэтому для зажигания его сегментов на соответствующих выходах D2 должны быть нули. Чтобы переключить микросхему D2 в режим работы с такими индикаторами на её вход S (вывод 6) подается единица.
При помощи вольтметра Р1 (тестера, мультиметра, включенного в режим измерения напряжения) можно наблюдать за изменением логических уровней на выходе переноса (вывод 2) и на выходе «4» (вывод 3).
Установите микросхему D2 в нулевое состояние (нажать и отпустить S2). Индикатор Н1 покажет цифру «0». Затем нажимая на кнопку S1 проследите работу счетчика от «0» до «9», и при следующем нажатии снова переходит в «0». Затем установите щуп прибора Р1 на вывод 3 D2 и нажимайте S1. Сначала, пока идет счет от нуля до трех на этом выводе будет нуль, но с появлением цифры «4» — на этом выводе будет единица (прибор Р1 покажет напряжение, близкое к напряжению питания).
Попробуйте соединить между собой выводы 3 и 5 микросхемы D2 при помощи отрезка монтажного провода (на схеме показан штрих-линией). Теперь счетчик дойдя до нуля станет считать только до «4». То есть показания индикатора будут такие — «0», «1», «2», «3» и снова «0» и далее по кругу. Вывод 3 позволяет ограничить счет микросхемы до четырех.
Рис.3
Установите щуп прибора Р1 на вывод 2 D2. Все время прибор будет показывать единицу, но после 9-го импульса в момент поступления 10-го импульса и перехода в ноль здесь уровень упадет до нулевого, а затем, после десятого снова станет единичным.
Используя этот вывод (выход Р) можно организовать многоразрядный счетчик. На рисунке 3 показана схема двухразрядного счетчика, построенного на двух микросхемах К176ИЕ4. Импульсы на вход этого счетчика поступают с выхода мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2 микросхемы K561ЛE5 (или К176ЛЕ5).
Счетчик на D2 считает единицы импульсов, и после каждого десятка импульсов, поступивших на его вход «С» на его выходе «Р» появляется один импульс. Второй счетчик — D3 считает эти импульсы (поступающие с выхода «Р» счетчика D2) и его индикатор показывает десятки импульсов, поступивших на вход D2 с выхода мультивибратора.
Таким образом, этот двухразрядный счетчик считает от «00» до «99» и с приходом 100-го импульса переходит в нулевое положение.
Если нам нужно, чтобы этот двухразрядный счетчик считал до «39» (переходил в нуль с поступлением 40-го импульса) нужно вывод 3 D3 при помощи отрезка монтажного провода соединить с соединенными вместе выводами 5 обеих счетчиков. Теперь с окончанием третьего десятка входных импульсов, единица с вывода 3 D3 поступит на входы «R» обеих счетчиков и принудительно установит их в нулевое состояние.
Рис.4
Для изучения микросхемы К176ИЕ3 соберите схему, показанную на рисунке 4. Схема такая же как на рисунке 2. Разница в том, что микросхема будет считать от «0» до «5», и при поступлении 6-го импульса переходить в нулевое состояние. На выводе 3 будет появляться единица при поступлении на вход второго импульса. Импульс переноса на выводе 2 будет появляться с приходом 6-го входного импульса. Пока считает до 5-ти на выводе 2 — единица , с приходом 6-го импульса в момент перехода в ноль — логический ноль.
Используя две микросхемы К176ИЕ3 и К176ИЕ4 можно построить счетчик, на подобие того, что используется в электронных часах для подсчета секунд или минут, то есть, счетчик считающий до 60-ти. На рисунке 5 показана схема такого счетчика. Схема такая же как на рисунке 3, но разница в том, что в качестве микросхемы D3 вместе К176ИЕ4 используется К176ИЕ3.
Рис.5
А эта микросхема считает до 6-ти, значит и число десятков будет 6. Счетчик будет считать «00» до «59», и с приходом 60-го импульса переходить в ноль.
Если сопротивление резистора R1 подобрать таким образом, чтобы импульсы на выходе D1.2 следовали с периодом в одну секунду, то можно получить секундомер, работающий до одной минуты.
Используя эти микросхемы несложно построить электронные часы.
SimulIDE: выпущена версия SimulIDE 0.4.15 (нестабильная).
Привет ребята.
Эта версия достигла «финального» состояния, что означает, что она не получит новых функций или жестко закодированных компонентов (возможно, подсхем).
Следующим шагом в процессе разработки является тестирование и исправление ошибок и других проблем.
Для этого нам нужно много тестов и отчетов об ошибках.
Именно поэтому эта версия опубликована как «нестабильная».
Нам нужна ваша помощь, чтобы исправить как можно больше проблем и как можно скорее получить стабильную версию.
Итак, если вы хотите помочь, загружайте, тестируйте и сообщайте об ошибках на нашем форуме или в репозитории.
Эта версия содержит несколько интересных новых функций и компонентов.
Самый замечательный на мой взгляд:
— Новый 4-канальный осциллограф/плоттер
— 8-канальный логический анализатор.
— Arduino Shields (экспериментальный).
Следите за новостями на нашем канале YouTube. Несколько видеороликов о новых компонентах и функциях будут загружены в ближайшие дни.
Полный список изменений с 0.4.14:
Изменения:
— Arduinos для подсхем.
— диалоговое окно «О SimulIDE» обновлено.
Новые возможности:
— Обновите Oscope до V3.
— перевод на голландский, сделанный mvandorp.
— увеличить разрешение частотомера до 5 цифр.
— Свойство SSD1306 I2C Address.
— Загрузить и сохранить в файл для функционального компонента.
— I2C к параллельному: чтение реализовано.
– Обновление новых подсхем.
– реализован канал скрытия оскопа.
— Мультиплексор и демультиплексор с изменяемым размером
— Двоичный счетчик: добавьте установочный контакт.
— Точная частота Clock и WaveGen.
— Чешский перевод и файлы справки (от vranik).
– увеличены временные рамки оскопа и анализатора.
— Монитор MCU.
— Открытие свойств компонента двойным щелчком.
— Arduino Shields (экспериментальный).
— Воспоминания: Показать таблицу памяти (редактируемую).
— перевод на турецкий язык (автор Aejwt).
Исправления ошибок:
— AVR: I2C не работает после перезапуска цепи.
— Модуль I2C мешает подтягиваниям.
— AudioOut: сбой при отсутствии устройства вывода звука (от acebrian).
— Компилятор Arduino не может найти включения.
— Треск аудиовыхода.
— Амперметр и вольтметр показывают неправильные десятичные разряды.
— «Кирпичи» AVR после сбоя avrcpu.
— MCU PIC не восстанавливаются после MCLR.
— Hd44780 Ошибка команды = 0.
— В некоторых случаях AVR может пропускать состояния портов.
– Сбой при установке для строк или столбцов клавиатуры значения 0.
– Некоторые ошибки пакета изображений.
— Перерисовать траектории в перевернутых контактах, SevenSegment и SwitchDip.
— Логические устройства с включенным входом не работают в подсхемах.
— Память не работает в подсхемах.
— Пин AVR Aref не работает.
— Таймер 1 AVR не работает в режиме CTC OCRA (4).
— Сбой при значениях матрицы inf.
— Проблемы с инициализацией Oscope.
— Оскоп не показывает значения DC.
— Arduino: не отображаются переменные в RamTable.
– Пакет запрашивает сохранение, если он не изменен.
— Проблемы с двигателем постоянного тока.
— AVR SPI не работает.
— Ошибка пакета Arduino Nano.
— Цепь: копирование/вставка отсутствующих разъемов.
— Чип: свойство show Id переопределено в initChip.
— Частотомер Неправильные показания в некоторых случаях.
— Защелка D: ошибка размера при отсутствии OE и Tristate.
— Исправлено несколько подсхем (Сергей Роенко).
— Несколько проблем с Oscope.
– FlipFlop не отображается на языках, отличных от английского.
— Подсхемы не сохраняют свойства главного компонента.
— Неправильная позиция метки подсхемы в старых схемах.
— Pic12F683 Флаг CCP1If не установлен.
– Неверная дата сборки в виджете «О программе».
— Переключатели: метка не скрыта в подсхемах.
— PIC: сбой при создании PIN-кода Mclr.
— Ошибки в некоторых пакетах PIC.
— MCU EEPROM: первое значение = 0.
— Канал 7 АЦП PIC16F887 не работает.
— Все переменные резисторы: ошибки в множителях значений.
— Программа иногда зависает при перезапуске симуляции.
— Подсхемы не работают после вставки.
— Подсказаны фиксированные (Сергей Роенко):
7445, 74137, 74138, 74139, 74141,
74145, 75154, 744028, 744514, 744515
.
