3-битный двоичный счетчик

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Микросхема таймера 555 (каталог Radio Shack № 276-1723)
• Один «переключающий» диод 1N914 (каталог Radio Shack № 276-1122)
• Два резистора 10 кОм.
• Один конденсатор емкостью 100 мкФ (каталог Radio Shack № 272-1028).
• 4027 двойных триггеров J-K (каталог Radio Shack № 900-4394)
• Десятисегментный светодиодный индикатор гистограммы (каталог Radio Shack № 276-081)
• Три резистора 470 Ом.
• Одна батарея на 6 В

Осторожно! Микросхема 4027 - это КМОП-матрица, поэтому она чувствительна к статическому электричеству!

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , Том 4, глава 10:«Мультивибраторы»

Уроки электрических цепей , Том 4, глава 11:«Счетчики»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Как использовать таймер 555 в качестве генератора прямоугольных импульсов
• Как сделать асинхронный счетчик с помощью триггеров JK

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

В некотором смысле эта схема «обманывает», используя только два триггера JK для создания трехбитового двоичного счетчика. Обычно используются три триггера - по одному на каждый двоичный бит, - но в этом случае мы можем использовать тактовый импульс (выход таймера 555) как отдельный бит. Когда вы построите эту схему, вы обнаружите, что это счетчик «вниз».

То есть, его последовательность счета идет от 111 до 110, до 101, до 100, до 011, до 010, от 001 до 000, а затем обратно до 111. Хотя можно построить счетчик «вверх», используя триггеры JK, для этого потребуются дополнительные компоненты и усложнить схему.

Таймер 555 работает как медленный прямоугольный генератор с рабочим циклом примерно 50 процентов. Этот рабочий цикл стал возможным благодаря использованию диода для «обхода» нижнего резистора во время цикла зарядки конденсатора, так что постоянная времени зарядки составляет только RC, а не 2RC, как это было бы без диода.>

В этом эксперименте, как и во всех других, настоятельно рекомендуется строить схему поэтапно:идентифицировать части схемы с конкретными функциями и строить эти части по одной, тестируя каждую и проверяя ее производительность перед построением следующей.

Очень распространенная ошибка студентов-новичков-электронщиков состоит в том, что они строят сразу всю схему без тестирования ее частей в процессе сборки, а затем сталкиваются с возможностью одновременного возникновения нескольких проблем, когда приходит время наконец подать на нее питание.

Помните, что небольшое дополнительное внимание, уделяемое деталям в начале проекта, стоит огромного объема работы по устранению неполадок в конце! Студенты, которые совершают ошибку, не проверяя части схемы перед попыткой работы со всей схемой, часто (ошибочно) думают, что время, которое потребуется на проверку этих участков, не того стоит, и затем тратят дней пытается выяснить, в чем могут быть проблемы с их экспериментом.

Следуя этой философии, сначала создайте схему таймера 555, прежде чем даже вставлять микросхему 4027 в макетную плату. Подключите выход 555 (контакт № 3) к светодиоду «наименьшего значащего бита» (LSB), чтобы иметь визуальную индикацию его состояния.

Убедитесь, что выходной сигнал колеблется в виде медленной прямоугольной волны (светодиод «горит» примерно до тех пор, пока он «не горит» в цикле), и что это надежный сигнал (без неустойчивого поведения, без необъяснимых пауз. ). Если таймер 555 не работает должным образом, остальная часть схемы счетчика тоже не работает!

После проверки работоспособности схемы таймера приступите к подключению микросхемы 4027 к макетной плате и завершите остальные необходимые соединения между ней, схемой таймера 555 и сборкой светодиода.