ЦИФРОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ (занятие №14).

На седьмом (см. РК 07-2000) занятии этого цикла мы изучили работу обычного двоичного счетчика на примере микросхемы К561ИЕ10. Но кроме таких простых счетчиков в серии К561 имеются более сложные варианты, позволяющие изменять направление счета и принудительно устанавливать счетчик не только в нулевое состояние но и в любое другое. Один из таких счетчиков — микросхема К561ИЕ11 (рисунок 1). 

Она содержит двоичный четырехразрядный счетчик, который кроме всех функций, свойственных обычному счетчику, может изменять направление счета и имеет режим предустановки в любое состояние (от 0000 до 1111). Микросхема имеет стандартный 16-выводный корпус, такой же как и у микросхемы К561ИЕ10. Питание подается на выводы 8 (минус) и 16 (плюс).

Входы R и С счетчика, а также выходы 1, 2, 4, 8 выполняют такие же функции, как и у обычного счетчика. При подаче логической единицы на вход R счетчик устанавливается в положение "0000" и несмотря ни на что будет удерживаться в таком состоянии до те пор пока на входе R будет единица. Вход С служит для приема входных импульсов, которые счетчик должен считать. Полярность этих импульсов должна быть отрицательной, то есть, пока импульсов нет на входе С должна быть единица, а во время длительности импульса там будет ноль. Счетчик считает от "0" до "15" (от 0000 до 1111).

Выход Р служит для переноса (как выход Р счетчика К561ИЕ8, рассмотренного на занятии N9), пока работает счетчик на этом выходе единица, а в момент перехода через 0000 на этом выходе появляется отрицательный импульс. Этот импульс можно подать на вход С второго такого же счетчика чтобы соединить счетчики так чтобы они работали последовательно и таким образом получить восьмиразрядный двоичный счетчик, построенный на двух микросхемах.

Интересен новый вход Р1, этот вход пред­назначен для выключения входа С счетчика. Когда на вход Р1 поступает единица счетчик ни как не реагирует на импульсы, поступающие на его вход С, а когда на Р1 — нуль , счетчик работает в счетном режиме. Этот вход дает возможность при последовательном включении нескольких счетчиков соединять их входы С вместе, а последовательность работы достигается соединением выхода Р младшего разряда с входом Р1 старшего разряда.

Вход S по своему действию похож на вход R, потому что, при подаче на вход S1 единицы счетчик, независимо от того в каком положении он был ранее, сбрасывается. Но разница в том, что он устанавливается не обязательно в состояние 0000, как при подаче единицы на R, а в то состояние, которое задано на входах предустановки — D1, D2, D4, D8. Например, если на D1 подать единицу, на D2 - нуль, на D3 - опять нуль, и на D4 — единицу (получается код 1001, то есть "9"), то при подаче единицы на вход S счетчик установится именно в это положение, и на его выходах будет "1001" независимо от того что было до этого. Если после этого уровень на входе S сменить на нуль, то до поступления следующего импульса на С на его выходах будет сохраняться код "1001". Таким образом, можно не только принудительно устанавливать счетчик в любое положение, но и использовать его как ячейку памяти.

Вход U, - это вход изменения направления счета, когда на этот вход поступает единица счетчик работает как обычно, то есть, с поступлением очередного импульса на входе С состояние счетчика увеличивается на единицу, например, сначала было "1001" ("9"), потом — импульс на С, и стало "1010" ("10"). Если на вход U подать ноль все станет происходить наоборот, счетчик будет считать в сторону уменьшения и с каждым импульсом, поступившим на вход С его состояние будет не увеличиваться на единицу, а уменьшаться. Например, если было "1001" ("9"), то с поступлением на С следующего импульса, станет "1000" ("8").

Наличие такого количества различных входов может вызывать конфликты в работе микросхемы, например что будет, если подать единицы одновременно на входы S и R? Чтобы схемы, выполненные на К561ИЕ11 не давали сбоев в работе нужно знать приоритеты входов и особенности комбинаций поступающих на них уровней.

Например, вход R имеет приоритет перед всеми остальными входами, и перед входом S. Если на R поступает единица счетчик будет в состоянии 0000 независимо от логических уровней или импульсов на других входах.

Второй по степени приоритета вход S, если на входе R нуль, то единица на входе S устанавливает счетчик е состояние, которое задано на входах предустановки. И пока единица поступает на S счетчик не реагирует на входы С, U и Р1. Но в это время, пока на входе S единица, на выходах счетчика будет тоже самое, что на входах предустановки D1, D2, D4, D8. И следовательно состояние на выходах будет меняться так же как и на входах пред­установки. Но только пока на S - единица. Как только на S установили ноль счетчик перестает воспри­нимать информацию с входов предустановки (D1, D2, D4 и D8), и начинает работу с того кода, который был на этих входах последним.

Считать счетчик может только тогда, когда на входе Р1 нуль. Если на Р1 единица счетчик не реаги­рует на импульсы, посту­пающие на его вход С.

Изменение направление счета, то есть изменение логического уровня на входе U должно происхо- ить только в момент, когда на входе С присутствует единица, то есть в паузах между отрицательными импульсами.

   Для экспериментов с счетчиком К561ИЕ11 можно собрать схему, показанную на рисунке 2.

     S1 - кнопка с переключающими контактами. RS-триггер на микросхеме D1 служит для формирования импульсов, которые подаются на вход С. Импульс формируется при каждом нажатии и отпускании S1. Остальные S2-S9 тумблеры, с их помощью можно менять логические уровни на различных входах микросхемы. Замкнутое состояние любого тумблера соответствует логической единице, разомкнутое — нулю. Для наблюдения за логическими уровнями на выходах микросхемы служит мультиметр или АВО-метр Р1, переключенный в режим измерения напряжений по шкале 0-10В (ноль — около нуля, единица — около 9В).