CD4060 — двоичный счетчик со встроенным генератором. Описание, распиновка

<tdv>Мросборки серии CD4093 представляют собой четыре логических элемента «2И-НЕ» с триггерами Шмитта-инверторов на выходах, отечественный аналог микросхема К1561ТЛ1x

Инверторам называют устройство, которое преобразует постоянный ток (DC) в другое значение переменного тока(AC). Инвертор только преобразует DC сигнал от батареи в AC сигнал для питания разнообразной техники, в то время как мощность системы зависит от используемого источника DC (батареи).

Типичный инвертор для дома должен использовать источник стабильного постоянного тока, способного обеспечить потребности системы.

Блок-диаграмма простого инвертора

Снимок283-400x80.jpg

Постоянный ток от батареи преобразуется в переменный с помощью полевых генератора прямоугольных импульсов на базе микросхемы, затем сигнал усиливается с помощью транзисторов, переменный ток высокой частоты в некоторой частотой поступает на первичную обмотку силового трансформатора. Ну а дальше, всем хорошо знакомым методом индукции происходит трансформация и на вторичной обмотке трансформатора получаем напряжения уровня 220-230 вольт, которое пригодно для запитки многих сетевых нагрузок.

Форма выходного сигнала у такого инвертора – модифицированная синусоида, но не смотря на это инвертор может питать персональный компьютер, телевизор, проигрыватели DVD и многие другие нагрузки пассивного типа и нагрузки. которые в своей конструкции содержат импульсный или бестрансформаторный источник питания.

Снимок251.jpgМикросхема CD4047

CD4047 представлеяет собой мультивибратор низкой мощности (моностабильный / нестабильный) фирмы Texas Instruments. Нестабильный режим обеспечивается высоким уровнем сигнала на входе Astable. Моностабильный режим запускается передним фронтом импульса (от НИЗКИЙ к ВЫСОКИЙ) на триггерном входе.

В нестабильном режиме CD4047 может работать как с синхронизацией, так и в автоколебательном режиме с хорошо стабилизированной частотой прямоугольной формы (50% цикл). Эта микросхема часто применяется в схемах таймеров, для умножения или деления частоты и т.д.

IRF540

Снимок291.jpg

IRF540 N-канальный полевой транзистор (MOFSET). Имеет большое входное сопротивление и малый рабочий ток затвора, что позволяет использовать его в качестве высокоскоростного переключателя без использования дополнительных драйверов, которые иногда нужны для управления затворами полевых транзисторов.

Транзисторы могут быть иные, но обязательно полевые, хотя схема работает и с биполярными, но мощность инвертора будет в разы ниже. В случае замены транзисторов (на иные полевые ключи) советуется использовать ключи с рабочим напряжением 100 и выше вольт, более низковольтные транзисторы могут выйти из строе из за высокого обратного напряжения от трансформатора.

Транзисторы нужно подобрать с током выше 50 Ампер, чем больше, тем лучше, но подберите транзисторы с малой емкостью затвора, поскольку с тяжелыми затворами могут возникнуть проблемы ибо нет отдельного драйвера для управления ключами.

Принципиальная схема

Снимок272-400x207.jpg

Описание работы инвертора

CD4047 работает в нестабильном (автоколебательном) режиме. На выходах 10 и11 имеем импульсы прямоугольной формы (меандр) длительностью 0.01 сек со сдвигом фазы 180 градусов. Выходы 10 и11 соединены с затворами транзисторов через резисторы для предотвращения перегрузки выходов микросхемы.

Когда на выходе 10 имеем ВЫСОКИЙ уровень, 1-ый транзистор открывается и ток течет по верхнему плечу первичной обмотки трансформатора, что формирует на выходе положительную полуволну переменного тока. Аналогично, со 2-го транзистора получаем отрицательную полуволну переменного тока.

Однако он выдает не синусоидальное напряжение, поэтому не рекомендуется питать через него телевизоры, радиоприемники и т.д. Но его можно использовать для питания осветительных приборов и зарядки мобильных телефонов.

1 год назад

Сначала поговорим о семисегментных индикаторах.

Семисегментные индикаторы нужны для индикации (логично, не правда ли?). Индикаторы могут выводить символы. Сам индикатор состоит из светодиодов, которые засвечивают свой сигмент. И поэтому, напряжение питания такого индикатора чаще всего составляет 3 Вольта, а ток 20 миллиАмпер (= 0,02 Ампера). При питании индикатора от напряжения выше 3 Вольт, нужно расчитывать резистор для индикатора, чтобы индикатор не сгорел. Немного о резисторах можно узнать здесь (не реклама) — story/rezistoryi_6843041?viev=amp . Это мой пост, если что.

А вот уже мой индикатор 🙂 на микросхему не обращаем внимания

У семисегментного индикатора есть 8 выводов (выводы 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10.), засвечивающих свой сегмент. И еще 2 вывода — это катоды (выводы 3, 8). Отсчет выводов индикатора начинается с левого нижнего угла (вывод 1) и идет против часовой стрелки. Забыл сказать, что есть индикаторы с общим катодом и с общим анодом. Мы будем использовать с общим катодом. Семисегментные индикаторы бывают разных цветов. Бывают одноразрядные (могут выводить только один символ) и многоразрядные, то есть с возможностью вывода нескольких символов. У каждого сегмента есть свое буквенное обозначение.

Теперь поговорим о микросхеме CD4026BE. Эта микрохема — счетчик. Имеет 16 выводов.

Отсчет выводов нужно осуществлять от ямки на корпусе. Ставим микроконтроллер в плату. Ищем впадину на корпусе. Слева от впадины будет первая ножка.

Подачей на 1 ножку микросхемы сигнала высокого уровня происходит переключение счетчика на одну единицу.

Начнем собирать схему! На буду фоткать каждые 3 сделанные шага.

Подключаем плюс питания к 16 — ой ножке микросхемы, минус питания подключаем к 8 — ой ножке. Минус питания также подключаем к 15 — ой ножке.

Подключаем плюс к третьему и второму выводам. Подключаем резистор от минуса питания

100 — 1000 Ом к первому выводу.

Берем одноразрядный семисегментный индикатор. Подключаем его по схеме:

О питании:

Питание микросхемы составляет от 3 до 15 Вольт. Я подключил питание 5 вольт. При этом резисторы можно и не использовать. Подключаем плюс питания через кнопку к первой ножке микросхемы.

К кнопке подключаем конденсатор (до 1 — го мкФ). Можно подключать питание и смотреть на результат 🙂 . Можно использовать 15 — тый вывод микросхемы для сброса счетчика. Подключаем резистор 2 кОм от минуса питания к кнопке. От этого же резистора тянем провод к 15 — тому выводу микросхемы. Кнопку подключаем к плюсу питания

Работа счетчика:

Можнр добавить еще один индикатор и микросхему. Для этого берем второй счетчик 4026 ставим его в плату, подключаем его так как и первую микросхему (конечно же с семисегментным индикатором). Только подключаем без резистора от первой ножки и кнопки переключения счетчика. Тянем провод от второй микросхемы к пятому выводу второй микросхемы. Объеденяем пятнадцатые выводы всех микртсхем и подключаем к кнопке сброса.

ВСЕ! у нас получился счетчик до 99! Можно подключить еще счетчиков. Только одной платы для этого точно не хватит ;)!

Помните, я стараюсь отвечать на все вопросы (заданные мне) в комментариях!

Всем пока!

CD4060 — это КМОП-микросхема с двоичным счетчиком и генератором в одном корпусе. Ее можно использовать для формирования дискретных задержек по времени  или для создания сигналов разных частот. И все это благодаря тому, что CD4060 имеет встроенный модуль генератора, для работы которого требуется всего несколько внешних пассивных электронных компонентов.

Параметры CD4060

  1. Напряжение питания: 3В … 15В.
  2. Максимальная рабочая частота: 3,5 МГц (5В), 8 МГц (10В), 12 МГц (15В).
  3. Максимальные выходные токи логических уровней: 1мА (5В), 2,5 мА (10В), 6,8 мА (15В).

Распиновка CD4060

cd4060-dvoichnyj-schetchik-so-vstroennym-generatorom-opisanie-raspinovka-1.png

Что такое 14-ступенчатый двоичный счетчик с осциллятором?

Двоичный счетчик пульсаций — это схема, состоящая из последовательно соединенных триггеров. Выход одного из них соединен с входом CLK следующего. Вход CLK триггера слева — это вход счетчика.

Вместо четырех триггеров, как в приведенном выше примере, CD4060 имеет 14 последовательно соединенных триггеров. Это означает, что он может считать до 16383 (максимальное значение 14 бит).

Паяльная станция 2 в 1 с ЖК-дисплеемМощность: 800 Вт, температура: 100…480 градусов, поток возду…Подробнее

Данная микросхема также имеет встроенный генератор, который позволяет создавать тактовый импульс для автоматического увеличения счетчика. Это делает CD4060 схемой таймера, которую можно использовать для выбора между различными временными задержками (или частотами) в зависимости от того, какой Q-выход мы будем использовать.

Например, если мы выберем такие значения резистора и конденсатора, при которых генератор будет генерировать тактовый импульс с частотой 1 Гц, то это позволит  увеличивать счетчик каждую секунду.

Таким образом, для получения 8-секундной задержки мы можете использовать выход Q3, а для задержки в 2 часа 16 минут (8192 секунды) мы можете использовать выход Q13.

Как использовать CD4060

Прежде всего, нам необходимо подключить  вывод VDD  к положительной клемме питания, а  вывод GND —  к отрицательной клемме питания. Мы можем использовать источник питания с напряжением от 3 до 15 В. Хотя некоторые версии микросхемы 4060 поддерживают напряжение до 20В. Все это можно уточнить в datasheet на CD4060

Чтобы активировать генератор, подключите резистор Rt к выводу REXT, конденсатор Ct к выводу CEXT и резистор R2 к выводу CLK и соедините все оставшиеся свободные выводы  Rt, Ct и R2 вместе:

Расчет частоты работы генератора можно рассчитать по следующей формуле:

f (Гц) = 1 / ( 2,3 * Ct * Rt )

Обратите внимание, что сопротивление резистора Rt должно быть намного ниже сопротивления R2, чтобы формула была правильной.

Если мы хотим сбросить счетчик обратно на ноль, то на вывод RST (сброс) необходимо подать высокий уровень. В обычной ситуации, чтобы микросхема работала на RST должен быть низкий уровень.

Используйте любой из Q-контактов в качестве выходного сигнала для управления всем тем, чем вы хотите управлять. Выход становятся высокими после того, как:

  • Q3 становится высоким после 23 = 8 тактовых импульсов
  • Q4 становится высоким после 24 = 16 тактовых импульсов
  • Q5 становится высоким после 25 = 32 тактовых импульсов
  • Q6 становится высоким после 26 = 64 тактовых импульсов
  • Q7 становится высоким после 27 = 128 тактовых импульсов
  • Q8 становится высоким после 28 = 256 тактовых импульсов
  • Q9 становится высоким после 29 = 512 тактовых импульсов
  • Q11 становится высоким после 211 = 2048 тактовых импульсов
  • Q12 становится высоким после 212 = 4096 тактовых импульсов
  • Q13 становится высоким после 213 = 8192 тактовых импульсов

CD4060 пример – регулируемый таймер

Вот практический пример, который мы можем построить с помощью микросхемы 4060:

Чтобы построить эту схему нам понадобится:

  1. Микросхема 4060 (CD4060BE)
  2. Поворотный переключатель
  3. Резистор 100 кОм (R1)
  4. Конденсатор 0,22 нФ (С1)
  5. Резистор 1 МОм (R2)
  6. NPN-транзистор BC337 (VT1)
  7. Диод 1N4148 (VD1)
  8. Резистор 1 кOм (R3)
  9. Электромагнитное реле

При указанных значениях C1 и R2 мы получим частоту:

f (Гц) = 1 / ( 2,3 * 0,0000022 Ф * 100000 Ом) = 1,98 Гц

Итак, у нас примерно 2 тактовых импульса в секунду. И таким образом мы можем получить временную задержку перед тем как каждый выход станет высоким:

  • Q3 становится высоким после 23 = 8 тактовых импульсов = 4 секунды
  • Q4 становится высоким после 24 = 16 тактовых импульсов = 8 секунд
  • Q5 становится высоким после 25 = 32 тактовых импульса = 16 секунд
  • Q6 становится высоким после 26 = 64 тактовых импульсов = 32 секунды
  • Q7 становится высоким после 27 = 128 тактовых импульсов = 1 минута и 4 секунды
  • Q8 становится высоким после 28 = 256 тактовых импульсов = 2 минуты и 8 секунд
  • Q9 становится высоким после 29 = 512 тактовых импульсов = 4 минуты и 16 секунд
  • Q11 становится высоким после 211 = 2048 тактовых импульсов = 17 минут и 4 секунды
  • Q12 становится высоким после 212 = 4096 тактовых импульсов = 34 минуты и 8 секунд
  • Q13 становится высоким после 213 = 8192 тактовых импульсов = 1 час, 8 минут и 16 секунд

Аналоги для 4060

Вероятно, вы можете найти микросхему 4060 с маркировкой CD4060, NTE4060, MC14060, HCF4060, TC4060 или HEF4060. Обычно маркировка идет с несколькими дополнительными символами в конце (например, CD4060BE). Это связано с производителем микросхемы и используемой технологией производства, но функциональность и выводы одинаковы.

</tdv></tr>

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий