В данной статье я хочу рассказать о принципе работы с К176ИЕ4 — незаменимым драйвером семисегментных индикаторов. Его работу предлагаю разобрать на примере данной схемы:
Не пугайтесь — хоть схема и выглядит массивной, несмотря на это она очень простая, используется всего 29 электронных компонентов
Принцип работы К176ИЕ4:
К176ИЕ4 — по своей сути очень простая в понимании микросхема. Она представляет собой десятичный счетчик с дешифратором для семисегментной индикации. Она имеет 3 входа и 9 выходов сигнала.
Номинальное напряжение питания — от 8.55 до 9.45В. Максимальный ток на один выход — 4мА
Входами являются:
- Тактирующая линия (4 ножка микросхемы) — по ней приходит сигнал, который заставляет микросхему переключать свои состояния, то есть считать
- Выбор общего анода/катода (6 ножка) — подключая эту линию к минусу мы можем управлять индикатором с общим катодом, к плюсу — с общим анодом
- Сброс (5 ножка) — при подаче лог. 1 сбрасывает счетчик до нуля, при подаче лог. 0 — разрешает микросхеме переключать состояния
Выходы:
- 7 выходов на семисегментный индикатор (1, 8-13 ножки)
- Тактирующий сигнал поделенный на 4 (3 ножка) — нужен для часовых схем, нами не используется
- Тактирующий сигнал поделенный на 10 (2 ножка) — позволяет объединять несколько К176ИЕ4, расширяя диапазон разрядов (можно добавлять десятки, сотни и т.д.)
Принцип подсчета работает таким образом, что при переключении нами сигнала на тактирующей линии с лог. 0 на лог. 1 текущее значение увеличивается на единицу
Принцип работы данной схемы:
Для упрощения восприятия работы этой схемы можно составить такую последовательность:
Данная схема переключает состояния ИЕ4 один раз в секунду (этот период времени сформирован RC-цепью, состоящей из R1, R2 и C2)
NE555 можно спокойно заменить на КР1006ВИ1
C3 можно выбирать в диапазоне от 10 до 100нФ
Усилитель необходим потому что максимальный ток на один выход ИЕ4 — 4мА, а номинальный ток большинства светодиодов 20мА
Семисегментные индикаторы подойдут любые с общим анодом и номинальным напряжением от 1.8 до 2.5В, с током от 10 до 30мА
Мы подключаем 6 ножку микросхемы к минусу питания, но при этом используем индикатор с общим анодом, это обусловлено тем, что ULN2004 не лишь усиливает, но и инвертирует сигнал
Микросхема сбрасывает свое состояние при подаче питания (выполнен цепью из C4 и R4) или по нажатию кнопки (S1 и R3). Сброс при подаче питания необходим потому что, иначе, микросхема не будет нормально работать
Резистор перед кнопкой сброса необходим для безопасной работы кнопки — почти все тактовые кнопки рассчитаны на ток не более 50мА, а следовательно резистор мы должны выбирать в районе от 9В/50мА=180Ом и до 1кОм