a)

17]*

7

стг

ВС

т-1

(Boik2)S2 (8t»k$)85

• I I I I I I I I 1 I I

0

7

Общий

Рис. 11. Микросхема К176ИЕ4:

а - принципиальная схема, б - соответствие обозначений выходов микросхемы и сегментов индикаторов

Рис. 12. Микросхема К176ИЕЗ: а - принципиальная схема, б временные диаграммы сигналов выходах 2 (вывод 3) и 6 (вывод 2)

на

При необходимости с помощью управляющего сигнала на входе V (вывод 6) можно инвертировать сегментные сигналы. Для этого на вход V следует подать напряжение с уровнем логической 1. В обычном режиме работы микросхемы напряжение на этом входе равно 0. Для обеспечения управления ЖКИ, требующим переменного напряжения, на вход V подается последовательность импульсов с частотой 64 Гц (см. § 8).

Микросхема К176ИЕ4 имеет еще два выхода, которые обозначены цифрами 4 и 10. Выход 4 (вывод 3) - выход четвертого разряда счетчика, который на схеме рис. 10,а обозначен Q4, а выход 10 (вывод 2) - это выход Q5 последнего разряда счетчика. Изменения напряжений на этих выходах в процессе работы микросхемы приведены на рис. 10,6. Как видно, это одинаковые по форме и временным характеристикам сигналы, один из которых Q4 изменяет свой уровень с 0 на 1 после четвертого входного сигнала (именно на это указывает цифра 4 на условном обозначении выхода), а другой Q5 - после пятого, так что взаимный сдвиг этих сигналов равен одному периоду повторения входных импульсов. Выход 10 используется для получения сигналов с частотой следования в 10 раз меньшей, чем частота входных импульсов.

Для установки нулевого состояния счетчика необходимо на вход R подать напряжение высокого уровня, которое затем должно быть снято и при работе счетчика иметь уровень 0.

Микросхема К176ИЕЗ (рис. 12,а) по структурной схеме аналогична К176ИЕ4. Отличие состоит в том, что пятиразрядный счетчик (см. рис. 10,а) в процессе работы принимает шесть состояний из десяти возможных. Такой режим счетчика обеспечен внутренними связями, исключающими четыре «лишних» состояния: после шестого входного импульса все триггеры в схеме счетчика сбрасываются в нулевое состояние. В результате на выходе 6 (вывод 2), который является выходом последнего триггера Q5, формируется импульсная последовательность с частотой повторения в шесть раз меньшей, чем частота входных сигналов (рис. 12,6). На выходе 2 (вывод 3), который является выходом второго триггера Q2, получается последовательность импульсов с такой же, как на выходе 6, частотой повторения, но отличающихся по форме: напряжение на этом выходе изменяет свой уровень с 0 на 1 после второго импульса в каждой серии из шести импульсов на входе.

Сигналы с выходов 4 и 2 в микросхемах соответственно К176ИЕ4 и КД76ИЕЗ используются как сигналы ОС, устанавливающие счетчики единиц и десятков часов в нулевое состояние по достижению ими состояний, соответствующих 24 ч.

Микросхема К176ИЕ8 (рис. 13) состоит из пятиразрядного счетчика на основе рассмотренной схемы регистра (см. рис. 10,а) и дешифратора его состояний с десятичным выходным кодом: каждому из десяти состояний счетчика соответствует сигнал 1 на одном из выходов, обозначенных десятичными цифрами от 0 до 9. Кроме выходов дешифратора у микросхем есть выход переноса Р (вывод 12), на котором выделяются импульсы, частота повторения которых в 10 раз меньше частоты входной последовательности сигналов.

Микросхема имеет три входа: для счетных импульсов - вход Т (вывод 14), для установки счетчика в нулевое состояние - вход R (вывод 15), для сигнала разрешения - инверсный вход V (вывод 13). Сигнал на входе V, имеющий единичный уровень, переводит счетчик в режим хранения. Разрешающим является сигнал с уровнем 0.

Таким образом, рассмотренная микросхема может быть использована в качестве делителя на 10 с возможностью управления многокатодным газоразрядным индикатором, а также в качестве десятиканального распределителя импульсов. Широкое применение микросхем К176ИЕ8 находит в часах для реализации блока программирования сигнального устройства (см. § 7). В таком качестве она использована в настольных электронных часах «Электроника 2-05» (см. § 11).

I SII $2

I62 iS3

104

7t

О

Рис. 13. Микросхема К176ИЕ8

Рис. 14. Счетчик с последовательным переносом:

а - функциональная схема, б - временные диаграммы

Счетчик с последовательным переносом строится на Г-триггерах соединением прямого или инверсного выхода предыдущего триггера со счетным входом; последующего. Для реализации такого счетчика могут быть использованы как D-триггеры (К176ТМ1, К176ТМ2), так и JK-триггеры (К176ТВ1). Схема четырехразрядного счетчика на D-триггерах и временные диаграммы, иллюстрирующие ее работу, приведены на рис. 14. Для реализации этой схемы требуются две микросхемы К176ТМ1 или К176ТМ2.

Коэффициент (модуль) счета равен 2, где n - количество триггеров в схеме счетчика, т. е. его разрядность. Временные диаграммы показывают, что опрокидывание последующего триггера происходит всякий раз, когда состояние предыдущего триггера изменяется с 1 на 0. Сигналы, снимаемые с выходов Q1, Q2, Q3, Q4, имеют период повторения соответственно 2Т0, 4Г0, 8Г0, 16Г0, где То - период повторения входных сигналов.

Для дешифрования состояния счетчика используются все его выходные сигналы одновременно. В таком случае имеет значение, в каком режиме работает счетчик: суммирования или вычитания. В суммирующем счетчике (рис. 14) с приходом на вход Т очередного импульса результат счета в форме комбинации выходных сигналов Q4 (старший разряд), Q3, Q2, Q1 увеличивается на единицу. Например, после комбинации 0101, соответствующей десятичной цифре 5, следует комбинация ОНО (цифра 6).

to

ЦТ

К176ИЕ5

.1

Qfiuuiu в$~щий J--

w

ф

12

Tr2

X

TrS

X

TrW

E

TrV

r

Trl2

z

Гг/Jj I

77-

I

E

a)

Рис. 15. Микросхема К176ИЕ5:

а - разводка выводов, б - структурная схема

В вычитающем счетчике порядок смены состояний обратный. Нетрудно убедиться в том, что если в схеме на рис. 14,а соединить вход каждого последующего триггера с прямым выходом предыдущего, то получится счетчик, работающий в режиме вычитания.

По схеме с последовательным переносом построены счетчики, входящие в структуру микросхем К176ИЕ1, К176ИЕ5, КЛ76ИЕ12, К176ИЕ18 и др. Микросхема К176ИЕ1 представляет собой шестиразрядный счетчик со входом установки в нулевое состояние, информационным входом и шестью прямыми выходами от каждого триггера.

Микросхема К176ИЕ5 (рис. 15,а) состоит из двух счетчиков, в одном из которых девять триггеров, а в другом шесть (рис. 15,6). Помимо счетчиков микросхема содержит усилитель-формирователь Ф, который предназначен для выполнения функций ЗГ при подключении к его выводам 9, 10 кварцевого резонатора и RC-цепи (см. § 5). Встроенный в микросхему усилитель имеет прямой и инверсный выходы fr (вывод 11), fr (вывод

12), на которых выделяются усиленные по мощности сигналы ЗГ. Эти сигналы.используются при необходимости преобразования низковольтного напряжения источника питания в высоковольтное. Вход . девятиразрядного счетчика связан внутренним соединением с выходом ЗГ. Счетчик имеет один выход с последнего триггера (вывод 1), на котором выделяются импульсы с частотой следования в 29 раз меньшей, чем частота ЗГ.

При использовании стандартного кварцевого резонатора на частоту 32 768 Гц на этом выходе формируются импульсы с частотой следования 64 Гц, используемые для управления ЖКИ (см. § 8).

На триггерах Тг10 - Тг15 построена схема шестиразрядного счетчика, который функционально автономен. Он имеет два входа и два выхода. Вход 10 {вывод 2) предназначен для счетных импульсов, вход R (вывод 3) для сигнала установки счетчика в нулевое состояние. Выходами счетчика являются выходы триггеров Тг14 (вывод 4) и Тг15 (вывод 5), на которых выделяются импульсы с частотой повторения ниже частоты сигналов на входе 10 соответственно в 25 и 2б раз.

-4

М76НЕ12;

I

w 14

14- М

а)

Т1

BSiu,u.h\-%r~

SB

Ю

Рис. 16. Микросхемы счетчиков: а - К176ИЕ12, б - К176ИЕ18

При попарном соединении выводов 1, 2 я 7, 6 образуется 15-разрядный делитель частоты входных импульсов с тремя выходами, на которых реализуются коэффициенты счета (деления) 29 (вывод 1), 214 (вывод 4), 215 (вывод 5). Если частота ЗГ 32 768 Гц, то секундные импульсы выделяются на выводе 5, есла 16 384 Гц, то на выводе 4.

Микросхемы К176ИЕ12 (рис. 16,а), К176ИЕ18 (рис. 16,6) представляют собой более сложные функциональные узлы электронных часов и по выполняемым функциям эквивалентны нескольким более простым микросхемам, рассмотренным ранее. В частности, обе микросхемы позволяют реализовать на их основе ЗГ, формируют секундные и минутные сигналы, а также сигналы, необходимые для управления семисегмент-ным катодолюминесцептным индикатором в режиме динамической индикации. Микросхема К176ИЕ12 состоит из трех основных узлов: усилителя-формирователя сигналов ЗГ, 15-разрядного делителя и делителя на 60. Аналогичную структуру с некоторой модификацией внутренних соединений имеет микросхема К176ИЕ18. Задающий генератор на микросхеме К176ИЕ12 реализуется подключением к выводам 12, 13 Rrai с кварцевым резонатором на частоту 32 768 Гц (см. § 5). На выходе fr (вывод 14) получаются усиленные по мощности колебания ЗГ. Импульсы задающего генератора внутрисхемным соединением подведены ко входу 15-разрядного счетчика, как и у микросхемы К176ИЕ5 (см. рис. 15,б).

На выходах счетчика реализуются коэффициенты счета (деления), указанные на условном обозначении микросхемы (рис. 16,я). Сигналы на этих выходах имеют следующее назначение: на выходе 215 (вывод 4)--секундные импульсы; на выходе 214 (вывод 6) - импульсы с частотой 2 Гц, используемые иногда для установки показаний часов (основное назначение этого выхода - выделение секундных импульсов при использовании кварцевого резонатора на частоту . 1G384 Гц); на выходе 25 (вывод 11) - импульсы с частотой 1024 Гц для блока звуковой сигнализации (см. рис. 3); на выходах Y1 - Y4 (выводы 3, 2, 1, 15) - стробирующие импульсы с частотой повторения 128 Гц для управления сетками многоразрядных катодолюминисцентных индикаторов в режиме динамической индикации (на рис. 2 сигналы с частотой f2); вариант использования этих сигналов в серийных часах «Электроника 2-06» показан на рис. 48. Установка всех разрядов в нулевое состояние производится по входу R1 напряжением высокого уровня.

Делитель на 60 имеет два входа: Т2 (вывод 7) для счетных импульсов и R2 (вывод 9) для сигналов установки делителя в нулевое состояние. На выходе 60 (вывод 10) образуются импульсы с частотой следования в 60 раз меньшей, чем частота входных сигналов. При внешнем соединении выхода 215 и входа Т2 на выходе 60 будут выделяться импульсы с периодом повторения 1 мин.

Микросхема К176ИЕ18 (рис. 16,6) аналогична К176ИЕ12, но имеет ряд отличий: оставлен один вход R (вывод 5) для установки делителей в нулевое состояние; устранен вход Т2, поскольку внутренним соединением секундные импульсы поданы на вход делителя на 60; введен управляющий вход V (вывод 9), с поступлением на который сигнала 1 на выходе HS (вывод 7) появляется последовательность импульсов 1024 Гц, прерываемая с частотой 1 Гц, предназначенная для блока звуковой сигнализации; введена для управления яркостью свечения индикатора двухуровневая регулировка напряжения на выходах Y1 - Y4 (выводы 3, 2, 1, 15), осуществляемые подачей на вход А (вывод 14) одного из двух значений напряжения: 0 или 9 В.

В состав серии К176 входят также и другие многофункциональные микросхемы: К176ИЕ13, К176ИЕ17 и т.