/ / BCD Counter Circuit ved hjelp av 74LS90 Decade Counter

BCD Counter Circuit ved hjelp av 74LS90 Decade Counter

tellere

Vi så tidligere at bytte T-type flip-flopskan brukes som individuelle divide-by-two tellere. Hvis vi kobler sammen flere flip-flops i en seriekjede, kan vi produsere en digital teller som lagrer eller viser antall ganger en bestemt teller-sekvens har oppstått.

Klokke T-type flip-flops fungerer som en binærdivisjon-for-to-teller og i asynkrone tellere, gir utgangen av ett tellerstadium klokkepulsen for neste trinn. Deretter har en flip-flop-teller to mulige utgangstilstander, og ved å legge til flere flip-flop-trinn kan vi lage en divide-by-2N disk. Men problemet med 4-bits binære tellere er at de teller fra 0000 til 1111. Det er fra 0 til 15 i desimal.

For å lage en digital teller som teller fra 1 til10, vi må ha telleren telle bare binære tallene 0000 til 1001. Det er fra 0 til 9 i desimal og heldigvis for oss er tellekretser lett tilgjengelige som integrerte kretser med en slik krets som er Asynkron 74LS90 Decade Counter.

Digitale tellere teller oppover fra null til noenForutbestemt telleverdi ved påføring av et klokke signal. Når telleverdien er nådd, tilbakestiller dem telleren tilbake til null for å starte på nytt.

En tiår counter teller i en sekvens av ti ogreturnerer deretter tilbake til null etter antall av ni. Åpenbart å telle opp til en binær verdi på ni, må telleren ha minst fire flip-flops i kjeden for å representere hvert desimal siffer som vist.

BCD Counter State Diagram

bcd motstandsdiagram

Deretter har en tiårsteller fire flip-flops og 16potensielle stater, hvorav bare 10 er brukt, og hvis vi koblet sammen en serie tellere sammen, kan vi telle til 100 eller 1000 eller til hvilket sluttnummer vi velger.

Det totale antall teller som en teller kan telle for, kalles det modulus. En teller som vender tilbake til null etter n teller kalles a modulo-n teller, for eksempel en modulo-8 (MOD-8) eller modulo-16 (MOD-16) teller osv. og for en "n-bit-teller", er hele spekteret av tellingen fra 0 til 2n-1.

Men som vi så i asynkrone tellereopplæring, at en teller som tilbakestiller etter ti teller med en divisjon-10-tallsekvens fra binær 0000 (desimal "0") til 1001 (desimal "9") kalles en "binærkodet-desimalteller" eller BCD-teller for kort og en MOD-10-teller kan konstrueres ved hjelp av minst fire svingbare flip-flops.

Det kalles en BCD-teller fordi dens ti tilstandsekvensen er en BCD-kode og har ikke et vanlig mønster, i motsetning til en rett binær teller. Deretter teller en enkelttrinns BCD-teller som 74LS90 fra desimal 0 til desimal 9 og kan derfor telle opp til maksimalt ni pulser. Merk også at en digital teller kan telle opp eller telle ned eller telle opp og ned (toveis) avhengig av et inngangskontrollsignal.

Binærkode-desimalkode er en 8421 kode bestående av fire binære sifre. 8421 betegnelsen refererer til den binære vekten av de fire sifrene eller brikkene som brukes. For eksempel 23 = 8, 22 = 4, 21 = 2 og 20 = 1. Den største fordelen med BCD-koden er at den gir mulighet for enkel konvertering mellom desimal og binære former for tall.

74LS90 BCD-telleren

74LS90 integrert krets er i utgangspunktet aMOD-10 tiår counter som produserer en BCD utgangskode. 74LS90 består av fire master-slave JK flip-flops internt tilkoblet for å gi en MOD-2 (count-to-2) teller og en MOD-5 (count-to-5) teller. 74LS90 har en uavhengig JK-flip-flop drevet av CLK A-inngangen og tre sving JK-flip-flops som danner en asynkron teller drevet av CLK B-inngangen som vist.

74LS90 BCD-teller

74ls90 bcd counter

Tellerne fire utganger er betegnet med bokstavsymbolet Q med et numerisk abonnement som er lik den binære vekten av den tilsvarende bit i BCD-tellerkretsen. Så for eksempel QEN, QB, QC og QD. 74LS90-tellingenes sekvens utløses på den negative kanten av klokkesignalet, det vil si når klokkesignalet CLK går fra logikk 1 (HIGH) til logikk 0 (LOW).

De ekstra inngangspinnene R1 og R2 er teller "reset" pinner mens innganger S1 og S2 er "sett" pinner. Når de er koblet til logikk 1, tilbakestilles inngangene R1 og R2 tilbakestill telleren tilbake til null, 0 (0000), og når Set inngangene S1 og S2 er koblet til logikk 1, de setter telleren til maksimum, eller 9 (1001) uavhengig av det faktiske telle nummeret eller posisjonen.

Som vi sa før, består 74LS90-telleren aven divide-by-2-teller og en divide-by-5-teller i samme pakke. Da kan vi enten bruke counter til å produsere en divid-by-2 frekvens teller bare, en divid-by-5 ​​frekvens teller bare eller de to sammen for å produsere vår ønsket divide-by-10 BCD teller.

Med de fire flip-flops som utgjør divide-by-5-telleren deaktivert, hvis et klokkesignal blir påført til inngangspinne 14 (CLKEN) og utgangen tatt fra pin 12 (QEN), kan vi produsere en standard divide-by-2 binær teller for bruk i frekvensdelingskretser som vist.

74LS90 Divide-by-2-teller

74ls90 divide med 2 teller

For å produsere en standard divide-by-5-teller, kan vi deaktivere den første flippen over og bruke klokkeinngangssignalet direkte til pin 1 (CLKB) med utgangssignalet tatt fra pin 11 (QD) som vist.

74LS90 Divide-by-5-teller

74ls90 deles med 5 teller

Merk at med denne divide-by-5-tellerenkonfigurasjon, er utgangsbølgeformen ikke symmetrisk, men har et 4: 1 mark-space-forhold. Det er fire inngangssignaler skaper en LOW eller logisk "0" -utgang, og det femte inngangssignalet gir en HIGH eller logisk "1" -utgang.

For å produsere en divide-by-10 BCD decade-teller, brukes begge interne tellerkretser som gir en 2 ganger 5 divide-by-verdi. Siden den første utgangen QEN fra flip-flop "A" er ikke internt koblet til de etterfølgende trinnene, kan telleren utvides til å danne en 4-bit BCD-teller ved å koble denne QEN utdata til CLKB skriv inn som vist.

74LS90 Divide-by-10 teller

74ls90 divide med 10 teller

Da kan vi se at BCD-tellere er binæretellere som teller fra 0000 til 1001 og deretter tilbakestilles som det har evnen til å rydde alle sine flip-flops etter niende teller. Hvis vi kobler en trykknappbryter (SW1) til klokkeinngang CLKEN, hver gang trykkknappen bryter ut, telleren teller med en. Hvis vi kobler lysdioder (LED) til utgangsterminaler, QEN, QB, QC og QD Som vist kan vi se binærkodede desimaltall som det finner sted.

74LS90 BCD Decade Counter

74s90 bcd tiår counter

Påfølgende applikasjoner av trykknappbryteren, SW1 vil øke tellingen opp til ni, 1001. Ved tiende søknad vil utgangene ABCD tilbakestille tilbake til null for å starte en ny tellingene. Med et slikt MOD-10 runde antall pulser kan vi bruke tiårstelleren til å kjøre en digital skjerm.

Hvis vi vil vise tellingenes sekvens ved hjelp av asyv-segment display, må BCD-utgangen dekoderes riktig før den kan vises. En digital krets som kan dekode de fire utgangene til vår 74LS90 BCD-teller og lyse opp de nødvendige segmentene på skjermen kalles en dekoder.

Kjøre en skjerm

Heldigvis for oss har noen allerede designet og utviklet en BCD til 7-segment displaydekoder IC som 74LS47 å gjøre nettopp det. 74LS47 har fire innganger for BCD-tallene A, B, C og D og utganger for hvert av segmentene i syv segmentdisplayet.

Merk at en standard 7-segment LED-skjermhar generelt åtte inngangsforbindelser, en for hvert LED-segment og en som fungerer som en felles terminal eller tilkobling for alle de interne display segmentene. Noen skjermer har også et desimalpunkt (DP) alternativ.

74LS47 BCD til 7-segmenters driver

74ls47 bcd til 7-segment driver

74LS47-skjermdekoderen mottar BCD-kodenog genererer de nødvendige signalene for å aktivere de aktuelle LED-segmentene som er ansvarlige for visning av antall impulser som påføres. Siden 74LS47-dekoderen er utformet for å kjøre en fellesanoddisplay, vil en LOW (logic-0) -utgang lyse opp et LED-segment mens en HIGH (logic-1) -utgang vil slå den "OFF". For normal drift må LT (Lampestest), BI / RBO (Blanking Input / Ripple Blanking Output) og RBI (Ripple Blanking Input) alle være åpne eller koplet til logikk-1 (HIGH).

Legg merke til at mens 74LS47 har aktive LOW-utgangerog er utformet for å dekode en felles anode 7-segment LED-skjerm, 74LS48 dekoderen / driver IC er nøyaktig den samme bortsett fra at den har aktive høye utganger designet for å dekode en felles katod 7 segment skjerm. Så avhengig av hvilken type 7-segment LED-skjerm du har, trenger du kanskje en 74LS47 eller en 74LS48 dekoder IC.

De binære kodede desimalinngangene 74LS47 kan værekoblet til de tilsvarende utgangene til 74LS90 BCD-telleren for å vise tellingenes sekvens på 7-segmentdisplayet som vist hver gang trykknapp SW1 trykkes. Ved å endre posisjonen til trykknappen og 10kΩ motstanden, kan tellingen gjøres for å endres ved aktivering eller utløsning av trykknappbryteren SW1.

Endelig 4-bits BCD-tellerkrets

74ls90 bcd mot krets

Legg merke til at en 7-segments skjerm er laget av syvindividuelle lysemitterende dioder for å danne skjermen. Den beste metoden for å begrense strømmen gjennom en syv segmentdisplay er å bruke en gjeldende begrensningsmotstand i serie med hver av de syv lysdiodene som vist. Men det kan vi gjøre på to måter.

Strømbegrensningsmotstander

enkeltstrømbegrensende motstand

Enkelt motstand - her en enkelt serie strømbegrensende motstand,R er brukt. Hvis du ikke er spesielt opptatt av konstant lysstyrke, er dette det enkleste og enkleste alternativet for å styre 7-segmentet.

Mengden lys som utløses av en LED, varierer medstrøm gjennom enheten med strømmen som strømmer gjennom motstanden som deles mellom antall display-segmenter. Deretter avhenger lysstyrken på skjermen av hvor mange segmenter som lyser samtidig.

flere gjeldende begrensningsmotstand

Flere motstandere - her har hvert segment sin egen nåværende begrensningsmotstand som vist i vår enkle BCD-krets ovenfor.

Generelt trenger 7-segment displayer ca 12 til20 milli-ampere for å belyse segmentene, slik at motstandsverdien til den nåværende begrensningsmotstanden (alle vil være identiske) er valgt for å begrense strømmen til innenfor disse verdiene. Merk at noen skjermer kan ødelegges dersom de kjøres på 40mA og over.

Fordelen her er at lysstyrken av aSpesielt LED-segmentet er ikke avhengig av tilstanden til de andre seks LED-ene, noe som gir displayet konstant lysstyrke. Verdiene av de nåværende begrensningsmotstandene kan velges for å gi den riktige mengden lysstyrke, da mengden omgivende lys også vil bestemme den nødvendige LED-intensiteten.

Vår krets viser en enkel 0 til 9 digital teller ved hjelp av a 74LS90 BCD-teller og en 74LS47 7-segment skjermdriver. For å telle over 10 og produsere en tosifret base-ti-teller og display, ville vi måtte kaste to separate divide-by-ten tellere sammen. En tosifret BCD-teller teller i desimal fra 00 til 99 (0000 0000 til 1001 1001) og deretter tilbakestilles tilbake til 00. Merk at selv om det vil være en tosifret teller, er verdier som representerer hexadecimale tall fra A til F, ikke gyldig i denne koden.

På samme måte, hvis vi ønsket å telle fra 0 til 999(0000 0000 0000 til 1001 1001 1001), så kreves tre kaskade tiårsteller. Faktisk kan flere tiårsteller konstrueres ved å kaste sammen individuelle BCD-kretser, en for hvert tiår som vist.

2-sifret BCD-teller fra 00 til 99

2-sifret bcd-teller

BCD Teller Sammendrag

I denne opplæringen har vi sett at a BCD-teller er en enhet som går gjennom en sekvens på tiangir når det er klokkeslettet og returnerer til 0 etter antall 9. I vårt enkle eksempel ovenfor er inngangsklokkepulsene fra en trykknappbryter, men tellere kan brukes til å telle mange virkelige hendelser som telle bevegelige objekter.

Imidlertid kan det være nødvendig med passende kretser for å generere de elektriske pulser for hver hendelse som skal telles da disse hendelsene kan forekomme ved diskrete tidsintervaller, eller de kan være helt tilfeldige.

I mange digitale elektroniske kretser ogapplikasjoner, digitale tellere er implementert ved hjelp av Toggle flip-flops eller med hvilken som helst annen flip-flop som kan kobles til for å gi den nødvendige koblingsfunksjonen, eller ved bruk av dedikerte telle IC-er som 74LS90. Binære tellere er tellere som går gjennom en binær sekvens og en n-bit binær teller er laget av "n" antall flip-flops som teller fra 0 til 2n-1.

BCD tellere følger en sekvens av ti stater ogtelle ved hjelp av BCD tall fra 0000 til 1001 og deretter tilbake til 0000 og gjentatte ganger. En slik teller må ha minst fire flip-flops for å representere hvert desifrasyke, siden et desimalstall representeres av en binær kode med minst fire biter som gir en MOD-10-telling.

Vi har også sett at BCD-kodet utgang kanvises ved hjelp av fire lysdioder eller med en digital display. Men for å vise hvert tall fra 0 til 9 krever en dekoderkrets, som oversetter et binært kodet nummerrepresentasjon i de aktuelle logikknivåene på hvert av displaygruppene.

Display dekoder kretser kan bygges frakombinasjonslogiske elementer, og det finnes mange dedikerte integrerte kretser på markedet for å utføre denne funksjonen, for eksempel 74LS47 BCD til 7-segment dekoder / driver IC.

De fleste 7-segmentskjermer brukes vanligvis iflercifrede telleapplikasjoner, så ved å kaste sammen flere BCD-tellere, kan 4-sifret tellere som gir skjermer med en maksimal avlesning på 9999 konstrueres.

74LS90 BCD Counter er en veldig fleksibeltellekrets og kan brukes som en frekvensdeler eller laget for å dele et helt tall teller fra 2 til 9 ved å mate de riktige utgangene tilbake til ICs Reset og Set-innganger.

Kommentarer (0)
Legg til en kommentar