現在、インターネット上にはランニングライトを備えたスキームがたくさんあります。 この記事では、555 タイマーと CD4017 カウンターという 2 つの一般的なマイクロ回路に組み立てられた最も単純な回路を見ていきます。
この図に従って組み立てていきます(クリックすると拡大します)。
一見したように、このスキームはそれほど複雑ではありません。 したがって、それを組み立てるには、次のものが必要です。
1) 公称値の 3 つの抵抗器: 22 キロオーム、500 キロオーム、および 330 オーム
2) NE555チップ
3) CD4017チップ
4) 1マイクロファラッドのコンデンサ
5) 3 ボルトのソビエトまたは中国の LED 10 個
現在、ほとんどの超小型回路はいわゆる ディップパッケージ。 浸漬 英語から –デュアル インライン パッケージ。文字通り「2 列のアセンブリ」を意味します。 DIP パッケージ内の超小型回路のピンは、互いに反対方向に配置されています。 ピン間隔は通常 2.54mm ですが、例外もあります。 マイクロ回路にあるピンの数に応じて、このマイクロ回路のハウジングが呼び出されます。 たとえば、555 チップには 8 ピンがあるため、そのパッケージは DIP-8 と呼ばれます。
いわゆる「キー」を赤い丸で囲みました。 これらは、超小型回路ピンのマーキングの始まりを見つけることができる特別なマークです。
最初のピンはキーのすぐ隣にあります。 カウントは反時計回りに進みます
これは、NE555N チップではピンに次のように番号が付けられていることを意味します。
同じことが、DIP-16 パッケージで製造されている CD4017 チップにも当てはまります。
ピンには左下隅から番号が付けられています。
私たちはランニングライトを回収します。 ブレッドボード上では次のようになります。
そして、これが動作中の回路です。
回路全体は次のように動作します。方形パルス発生器が 555 タイマー上に組み立てられています。 パルス繰り返し率は、抵抗 R2 とコンデンサ C1 によって決まります。 次に、これらの矩形パルスは CD4017 カウンタ チップによってカウントされ、矩形パルスの数に応じて出力に信号が出力されます。 チップ内のカウンタがオーバーフローすると、すべてが最初からやり直しになります。 回路に電圧がある限り、LED は円を描くように点滅します。
555 および CD4017 マイクロ回路の類似物が多数あることに注意してください。 ソビエトの類似品さえあります。 555 タイマーの場合は KR1006VI1、カウンター チップの場合は K561IE8 です。
ソビエト時代に製造されたデジタル集積回路 CMOS ロジック。 家庭用機器に広く使用されています。 アマチュア無線家がデジタル超小型回路に基づいてさまざまなデバイスを作成するときによく使用されました。
脚の番号はボディのキーから反時計回りに始まります。
有効電位 Cl = H。
有効電位 -En = L。
Cl | CK | -エン | 手術 |
H | × | × | Q0=H; Co=H; Q1-Q9=10 |
L | H | \_ | カウンタがインクリメントされる |
L | _/ | L | カウンタがインクリメントされる |
L | L | × | 変更なし |
L | × | H | 変更なし |
L | H | _/ | 変更なし |
L | \_ | L | 変更なし |
チップ | 4017A | 4017A | 561IE8 | 561IE8 | 176IE8 |
電源投入時のパラメータ (T=+25) | E=+5 | E=+10 | E=+5 | E=+10 | E=+9 |
Qi mA の Io0 | 0.05- | 0.1- | 0.45 | 0.35 | - |
出力電圧 V | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
Co mA の Io0 | 0.15- | 0.35- | 0.45 | 0.35 | - |
出力電圧 V | 0.5 | 0.5 | 0.8 | 0.5 | 0.3 |
Qi mA の Io1 | 0.03- | 0.1- | 0.32 | 0.35 | - |
出力電圧 V | 4.5 | 9.5 | 4.2 | 9.5 | 8.2 |
Co mA の Io1 | 0.15- | 0.35- | 0.32 | 0.35 | - |
出力電圧 V | 4.5 | 9.5 | 4.2 | 9.5 | 8.2 |
伝播遅延、ns | |||||
CkからQiまで | -500-1200 | -200-400 | -810 | -350 | - |
CからCoまで | -350-1000 | -125-250 | -810 | -350 | - |
ClからQiまで | -450-1200 | -200-400 | -810 | -350 | - |
ClからCoまで | -350-1000 | -125-250 | -810 | -350 | - |
クロックパルス持続時間 | -200-500 | -100-170 | - | - | - |
リセットパルス持続時間 | -200-500 | -100-165 | -500 | -165 | - |
最大動作周波数、MHz | 1.0- | 3.0- | - | 3.0- | 2.0- |
564 および 1564 シリーズは平面ピン配置で製造されており、パッケージ サイズが小さく、放射線耐性が向上している (軍用) という点で他の MOS チップ シリーズとは異なります。
マイクロ回路の電源は広範囲に対応できます。K176 シリーズの場合は 5 ~ 12 V (公称電圧 9 V)。 シリーズ K561、564 の場合 +3...15 V、1554 の場合 +2...6 V。
K176 シリーズ超小型回路の許容周囲温度範囲は -10 ~ +70 °C です。 K561 および KR1561 は -45 ~ +85 °C。 564 は -60 ~ +125 °C、1564 および 1554 は -60 ~ +125 °C。 実際、マイクロ回路はより広い範囲で動作し続けますが、開発者はこの場合の仕様を保証しません。
ほとんどの MOS マイクロ回路は最大 1 MHz の周波数で使用され、K561LN2、K561TM2 などのシリーズの一部の要素は最大 4 MHz の周波数で動作できます。 最大許容周波数でマイクロ回路を使用する場合、電源も最大にする必要があります(より急峻なパルスフロントが保証されます)。 マイクロ回路の電源電圧を上げると、ノイズ耐性も向上します。
マイクロ回路の出力レベルは、電源電圧(対数「1」)や共通線の電位(対数「0」)と実際には変わりません。
ロジック チップをベースとしたデバイスの信頼性は、回路の設計にも依存します。 したがって、たとえば、電源を供給せずに入力信号を供給することは不可能であり、入力信号レベルが電源電圧を超えることも受け入れられません(例外は、これに特別に適合した561LN2マイクロ回路と561 PU4レベルコンバータです)。 電源電圧は入力信号の前または入力信号と同時に印加する必要があります。 これは、超小型回路の入力回路には電源バスに接続された保護ダイオードがあり、入力に電圧が現れると(電力がない場合)、電流が「入力」-「電源」を流れる可能性があるためです。 「バス」回路は許可されません。
MOS マイクロ回路を他のシリーズと一致させるために、レベル コンバータ 176PU1...176PUZ、561 PU4、561LN2 が使用されます。これにより、誤動作 (速度の違いによる) や出力の過負荷が排除されます (TTL シリーズ マイクロ回路には、エッジの急峻性に対する高い要件があります)。論理信号)。
CMOSチップを搭載した機器を搭載する場合には、静電気による破壊を防ぐための対策が必要です。 電位の危険な値は100 Vです。したがって、電源端子と接地されたはんだごてを使用して超小型回路のはんだ付けを開始することをお勧めします。
国内CMOSシリーズと海外の類似品の命名法:
タイプ | アナログ CD40xx |
関数 |
AG1 | 4098 | 2 単安定 |
VI1 | 4541 | プログラム可能なタイマー |
GG1 | 4046 | PLL回路 |
ID1 | 4028 | ガス排出インジケータ タイプ IN 用の 2 進-10 進 DS |
ID2 | b/a | |
ID3 | b/a | DSバイナリコードを7セグメントに変換 |
ID4 | 4055 | DS励起 |
ID5 | 4056 | ゲート付き DS 励起 |
ID6 | MC14555 | |
ID7 | MC14556 | 2 デコーダー/デマルチプレクサー 2 in 4、ゲート付き |
IE1 | ~4024 ? | 6ビットバイナリカウンタ |
IE2 | TA5971 | 5ビットカウンタ |
IE3 | b/a | カウンタ モジュロ 6。出力 - 7 セグメント インジケータ。 |
IE4 | b/a | カウンタモジュロ 10。出力 - 7 セグメントインジケータ。 |
IE5 | b/a | 15ビット時間カウンタ |
IE8 | 4017 | 4ビットジョンソン10進カウンタ |
IE9 | 4022 | 3ビットジョンソンカウンター |
IE10 | 4520 | 2つの4ビットカウンター |
IE11 | 4516A | 4pバイナリアップ/ダウンカウンタ |
IE12 | b/a | アワーカウンター/ディバイダー |
IE13 | b/a | |
IE14 | 4029 | 4ビットBCDアップ/ダウンカウンタ |
IE15 | 4059 | プログラマブルカウンターディバイダー |
IE16 | 4020 | 14ビットバイナリディバイダカウンタ |
IE17 | b/a | カウンターカレンダー |
IE18 | b/a | 目覚まし時計付きアワーカウンター |
IE19 | 4018 | 5 ビット ジョンソン カウンタ (インストール済み) |
IE20 | MC14040 | 12ビットバイナリカウンタ |
IE21 | MC14161 | 4ビットバイナリカウンタ |
IE22 | MC14553 | メモリ付き 3dec BCD カウンタ |
IR1 | b/a | 3 つの多数派マルチプレクサ |
IR2 | b/a | バイナリから 7 セグメントへのデコーダ |
IM1 | 4008 | 4ビット加算器 |
IP2 | 4585 | 4ビット比較回路 |
IP3 | MC14581 | 4ビットALU |
IP4 | MC14582 | 高速転送方式 |
IP5 | MC14554 | 2ビット乗算器 |
IP6 | 40101 | 9ビットパリティ回路 |
IR1 | 4006 | 18ビット静的シフトレジスタ |
IR2 | 4015 | 2x4pシフトレジスタ |
IR3 | b/a | 4ビットシフトレジスタ |
IR6 | 4034 | 8ビットパラレルシリアルレジスタ |
IR9 | 4035 | 4ビットパラレルシリアルレジスタ |
IR10 | b/a | 4ビットシフトレジスタ |
IR11 | MC14580 | 4x8 バンクのレジスタ |
IR12 | MC14580A | 4x4 バンクのレジスター |
IR13 | MM54C905 | 12ビット逐次比較レジスタ |
IR16 | 40105 | 16x4 レジスタメモリ |
KP1 | 4052 | 2x4 チャネル マルチプレクサ |
KP2 | 4051 | 8チャンネルマルチプレクサ |
KP3 | 4512 | マルチプレクサ 8 in 1 |
KP4 | MC14519 | 4 マルチプレクサー 2 in 1 |
KP5 | 4053 | 3 マルチプレクサー 2 in 1 |
KP6 | KT8592 | PBX用4Pスイッチ |
KT1 | 4016 | 4つのキー |
KT3 | 4066 | 4つのキー |
LA7 | 4011 | 4つの要素2I-NOT |
LA8 | 4012 | 2要素4I-NOT |
LA9 | 4023 | 3つの要素 3I-NOT |
LA10 | 40107 | 2エレメント 2I-NOT /オープンドレイン/ |
LE5 | 4001 | 4 つの要素 2OR-NOT |
LE6 | 4002 | 2 つの要素 4OR-NOT |
LE10 | 4025 | 3 つの要素 3OR-NOT |
LN1 | 4502 | 6 NOT 要素 /ゲートあり/ |
LN2 | 4049* | 6 NOT 要素 (異なるピン配置! 14 ピン/16 ピン) |
LN3 | mPD4503 | 6 リピータ /tst/ |
LP1 | 4007 | ユニバーサルロジックエレメント |
LP2 | 4030 | 4 除外または |
LP4 | 4000 | 2×3OR-NOT + インバーター |
LP11 | b/a | 2×4OR-NOT + インバーター |
LP12 | b/a | 2×4I-NOT + インバーター |
LP13 | MC14266 | 3x3 の多数決要素 |
LP14 | 4070 | 4つのXOR回路 |
LS1 | b/a | 3x3AND-OR |
LS2 | 4019 | 2x2I-OR |
PR1 | 4094 | 8ビットコンバータ シリアルコードをパラレル化する |
PC1 | プログラマブル分周器(=512PS10) | |
PU1 | b/a | 5つのCMOS-TTLレベルコンバータ |
PU2 | 4009 | 6 CMOS-TTL反転コンバータ |
PU3 | 4010 | 6 CMOS-TTLレベルコンバータ |
PU4 | 4050 | 6つのバッファ |
PU6 | 40109A | 4レベルコンバーター |
PU7 | 4069 | 6つのバッファインバータ |
PU8 | b/a | 6つのバッファ |
PU9 | 40116 | 8p双方向レベルコンバーター |
RP1 | 4x8バッファメモリ | |
RP19 | 4039 -? | 4x8バッファメモリ |
RU2 | 4061 | 256x1 メモリ |
CA1 | 4531 | 12ビット比較回路 |
TV1 | 4027 | 2 JKトリガー |
TL1 | 4093 | 4 シュミットトリガー /2I-NOT/ |
TM1 | 4003 | リセット付きの 2 つの D フリップフロップ |
TM2 | 4013 | Dトリガー2本 |
TM3 | 4042 | Dトリガー4本 |
TR2 | 4043 | 4 RSトリガー |
UM1 | 4054 | インジケーター用アンプ |
かなり人気のあるチップ K561IE8(CD4017 の海外類似品) はデコーダ付きの 10 進カウンタです。 このマイクロ回路の構造には、ジョンソン カウンタ (5 段) と、バイナリ システムのコードをカウンタの 10 個の出力の 1 つに現れる電気信号に変換できるデコーダが含まれています。
K561IE8 カウンタは、16 ピン DIP パッケージで提供されます。
以下の図は、K561IE8 チップのシンボルを示しています。
K561IE8カウンターの使用例をいくつか挙げます。
この回路を使用すると、各 LED を迅速に順次点灯させることができます。 クロック ソースは NE555 タイマー上に構築されており、方形パルス発生器として回路に組み込まれています。 NE555 の出力のパルス周波数、つまりランニングライトの速度は、可変抵抗器 R2 によって調整されます。
カウンタをカスケード接続して LED の数を増やすこともできます。 K561IE8 のこの作品は Proteus プログラムで見ることができます。
(13.5 KB、ダウンロード数: 2,270)
K561IE8 10 進カウンタを使用すると収集できます。 SA1 ボタンを押すと、コンデンサ C1 が抵抗 R1 を介して放電されます。 SA1 ボタンを放すと、コンデンサ C1 が抵抗 R2 を介して充電され、K561IE8 カウンタのクロック入力 (14) で立ち上がりエッジが発生します。 これにより、Q1 の出力が High (本質的には電源電圧) になり、HL1 LED が点灯します。
同時に、コンデンサ C2 は抵抗 R4 および R5 を介して充電を開始します。 両端の電圧が電源電圧の約半分に達すると、カウンタがリセットされます。 出力 Q1 が Low になり、LED が消灯し、コンデンサ C2 がダイオード VD1 と抵抗 R3 を介して放電されます。 この後、SA1 ボタンが再度押されるまで、回路はこの安定状態を維持します。
抵抗値 R4 を変更することで、必要なタイマー間隔を 5 秒から 7 分の範囲で選択できます。 この回路のスタンバイ状態での消費電流は数マイクロアンペアですが、動作モードでは主に LED の発光により約 8 mA になります。
この回路は警察の点滅灯の光をシミュレートします。 デバイスの動作により、赤と青の LED が交互に点滅し、各色が 3 回点滅します。
K561IE8 カウンタのクロック パルス ジェネレータは、NE555 タイマー上に構築されています。 これらのパルスの幅は、抵抗 R1、R2、および容量 C2 を選択することによって変更できます。 カウンタ出力からのパルスは、ダイオードを介して、LED の点滅を制御する 2 つのトランジスタ スイッチに送信されます。
この記事では、10 によるカウンター/分周器を使用した、かなり単純な警察ストロボについて説明します。この記事は、デジタル ロジックと、クロック ジェネレーターおよびモノバイブレーターとしての 555 タイマーの使用方法に慣れる初心者のアマチュア無線家を対象としています。 。 ストロボは、一連の 3 サイクルで 2 つの出力に一連のパルスを送信します。
カウンターディバイダーとは何ですか?
まず、マイクロ回路について知りましょう CD4017。 その機能と応用可能性を考えてみましょう。
チップのデータシートをダウンロードできます
CD4017 は 10 によるカウンター除算器です。これが何を意味するのか説明してみます。
データシートから抜粋した上の図からわかるように、超小型回路には 10 個の出力があります。 デコードされた出力、電源ピンとピン クロック, クロックイネーブル, リセットそして 実行する.
パルスがクロック ピンに印加されると、CLOCK マイクロ回路はこれらのパルスに基づいて機能を実行し、基本的にパルスとともに動作します。 最初のパルスは、2 番目のパルスのエッジが発生するまで DECODED OUTPUT "0" ピンに論理 1 を生成します。 2 番目のパルスは最初の出力の状態をリセットし、2 番目の出力で 1 を作成します。 等々。 したがって、各クロック パルスはその数に応じて出力に到達します。 以下のグラフは、これがどのように起こるかを明確に示しています。
リセット- 論理 1 が RESET ピンに適用されると、カウント リセットがトリガーされ、最初からやり直します。 たとえば、より小さな計数容量を得るために使用できます。 したがって、出力 5 を RESET ピンに接続すると、入力で 5 番目のパルスが発生するたびに、カウントがリセットされて再開され、5 番目のパルスを超えて到達することはなく、結果は次のようにカウンタ除算されます。 5.
実行する- クロック周波数を 5 で割った出力。必要に応じて個人的に使用できます。理由はまだわかりません。
クロックイネーブル-反転クロック入力。 カウントの「一時停止」として使用できます。 このピンに論理 1 が適用されると、カウントが停止し、マイクロ回路は出力の最後の論理状態でフリーズします。 一時停止は、存在する限り継続します。
マイクロ回路の論理構成を以下に示します。
チップはフリップフロップと単純なロジックで構成されています。
ちょっとした「理論的実践」
次に、このチップをどのように使用するかを説明します。 シミュレーションには Electronics Workbench 5.12 を使用しました。 このプログラムは道徳的にも機能的にも古くから使われてきましたが、ロジックのモデル化には非常に便利です。
マイクロ回路の必要なピンを接続し、ダイオードで 2 点にデカップリングすることで、必要な信号を受信し、ロジック アナライザーで確認できます。 ここにクロック ジェネレーター信号 (3) と出力 (1) および (2) があり、必要な 3+3 パルス シーケンスが含まれています。
クロックジェネレーター
555 タイマーにクロック ジェネレーターを実装することが決定されました。 低周波数でも十分な安定性を提供できます。
フィルファクタ約 50% の標準回路。
グラフからわかるように、テスト周波数は 10Hz に選択されました。 これは、合計サイクルに 1 秒かかり、チャネル内の 3 パルスごとに 500 ミリ秒が割り当てられることを意味します。 もちろんこれは速すぎます。 そして将来的には、その頻度は実質的に削減されることになります。
スキーム
ここで、上記で得た知識に基づいて、図を作成し、組み立てを開始できます。 まず、完全な図を作成する必要があります。 それは以下で見ることができます。
ここでは、周波数 8 Hz のクロック ジェネレーターが、標準回路に従って NE555 チップ上の IC2 に組み込まれています。 CD4017 カウンター分周器 IC1 をクロックします。 ダイオード VD1 ~ VD6 は、1 点に接続された入力をデカップリングします。 これら 2 点は、抵抗 R1 および R2 を介して、VT1 および VT2 のトランジスタ リピータを制御します。 トランジスタのコレクタ回路には電流制限抵抗が含まれており、この場合は強力な 3W LED 用に設計されています。 論理部分の電源は、100 オームの抵抗器によって一般的な電源から分離され、コンデンサ C3 によって分路されます。
プリント基板
プリント基板は Sprint-LayOut プログラムで描画され、次のようになります。
練習する
全体をブレッドボード上で組み立てました。 ちょっとひどいようです。 ただし、将来的にこのボードを使用するという目的を持たず、簡単なデモンストレーションを行う場合は、このようにあるべきだと思います。
CD4017 チップとダイオードは 1 つのボード上にあります。 そして2台目以降はNE555ベースの発電機のみを使用します。 この場合、トランジスタリピータは役に立たないため省略されました。 LED は、電流制限抵抗を介してデカップリング ダイオードの直後に接続されます。
以下のビデオで、デバイスの機能を確認できます。 LED はそれぞれ 3 つのパルスで順番に点灯します。
指定 | タイプ | 宗派 | 量 | 注記 | 店 | 私のメモ帳 |
---|---|---|---|---|---|---|
IC1 | チップ | CD4017 | 1 | メモ帳へ | ||
IC2 | プログラム可能なタイマーとオシレーター | NE555 | 1 | メモ帳へ | ||
VT1、VT2 | バイポーラトランジスタ | 2SC4793 | 2 | メモ帳へ | ||
VD1~VD6 | 整流ダイオード | FR107 | 6 | メモ帳へ | ||
R1、R2 | 抵抗器 | 1キロオーム | 2 | メモ帳へ | ||
R3 | 抵抗器 | 10キロオーム | 1 | メモ帳へ | ||
R4 | 抵抗器 | 4.7キロオーム | 1 | メモ帳へ | ||
R5 | 抵抗器 | 100オーム | 1 | メモ帳へ | ||
R6、R7 | 抵抗器 |
VHF (FM) 受信機またはその他のデバイスで使用するシンプルな電子固定設定スイッチの概略図。 VHF-FM 受信機を作成する必要がある場合は、通常、K174XA34 マイクロ回路またはそれに相当するものを使用し、可変抵抗器を使用した電子チューニングを備えた標準回路に従って受信機を組み立てます。
多くの無線部品店では、受信機を組み立てるためのプリント基板と部品一式が入ったバッグである構築キットを販売しています。 そこでは、通常は K174UN14 (またはアナログ) の ULF の袋を購入し、この受信機用の ULF を作成することもできます。
したがって、非常に創造的に、古い不要な加入者スピーカーから非常にまともな VHF-FM 固定受信機を作成することができます。 ただし、スムーズな設定が常に便利であるとは限りません。
必要に応じて、この図に示す図に従って、電子チューニングを備えた VHF-FM 受信機の 10 個の固定設定を 1 つのボタンで制御して切り替えることができます。
受信機のフロントパネルには 1 つのボタンと 10 個の LED があります。 LED は選択した設定を示し、ボタンを使用してリング内の設定を一方向に循環します。
米。 1. 電子固定設定スイッチの概略図。
この回路は、国内の K561IE8 マイクロ回路の完全なアナログである統合 CMOS マイクロ回路 CD4017 に基づいています。 カウンタ D1 の入力パルスのソースはボタン S1 です。 R1-R2-C1 回路は、ボタンが押されるたびに 1 つのパルスのみが生成され、カウンタ D1 のカウントが 1 段階だけ増加するようにボタンのバウンスを抑制する役割を果たします。
設定電圧を使用します。 可変抵抗器 R3 ~ R12 と 1 つのトリマ R13 を使用して、カウンタ出力の論理 1 電圧から形成されます。 可変抵抗器 R3 ~ R12 は受信機内に配置でき、本体にドライバー用の穴を開けて、シャフトのスロットでねじることができます。 または、シャフトをレシーバーの後壁に近づけます。
LED HL1 ~ HL10 は、選択された固定設定を示すために使用されます。 マイクロ回路の出力に負荷をかけず、したがってマイクロ回路の出力の電圧に影響を与えないように、それらはトランジスタVT1〜VT10のトランジスタスイッチを介して接続されています。
インストールはブレッドボードのプリントパネル上で実行されます。 CD4017 チップは、K561IE8、K176IE8、または「...4017」タイプの他の類似品と置き換えることができます。 トランジスタ C9014 は、いわば汎用の通常の p-p-p シリコン低電力トランジスタです。 たとえば、KT3102 または別の類似品と置き換えることができます。
LED - 任意のインジケーター。 1N4148 ダイオードは、KD522、KD521、またはその他の類似品に置き換えることができます。 ボタンS1 - 押した状態で固定されません。
受信機の同調の安定性は電圧の安定性に依存するため、回路は安定化電源から電力を供給する必要があります。 電源電圧は 5 ~ 15V ですが、最大設定電圧は電源電圧に依存することに注意してください。