Tutti sanno perché esiste un microcalcolatore, ma si scopre che oltre ai calcoli matematici è capace di molto di più. Si noti che se si preme il pulsante "1", quindi "+" e quindi si preme "=", ad ogni pressione del pulsante "=" il numero sul display aumenterà di uno. Perché non un contatore digitale?

Se due fili vengono saldati al pulsante "=", possono essere utilizzati come ingresso del contatore, ad esempio come contagiri per una macchina avvolgitrice. E dopotutto il contatore può essere anche reversibile; per fare ciò bisogna prima comporre sul display un numero, ad esempio il numero di giri della bobina, e poi premere il pulsante “-” e il pulsante “1”. . Ora, ogni volta che premi "=" il numero diminuirà di uno.

Tuttavia, è necessario un sensore. L'opzione più semplice è un interruttore reed (Fig. 1). Colleghiamo l'interruttore reed con fili paralleli al pulsante "=", l'interruttore reed stesso si trova sulla parte fissa dell'avvolgitore e fissiamo il magnete su quella mobile, in modo che durante un giro della bobina il magnete passi vicino all'interruttore reed una volta, provocandone la chiusura.

È tutto. Devi avvolgere la bobina, fare "1+" e poi ad ogni giro, cioè ad ogni giro le letture sul display aumenteranno di uno. È necessario svolgere la bobina: inserire il numero di giri della bobina sul display del microcalcolatore e inserire "-1", quindi ad ogni giro di svolgimento della bobina, le letture del display diminuiranno di uno.

Fig. 1. Schema di collegamento dell'interruttore reed alla calcolatrice.

E supponiamo di dover misurare una grande distanza, ad esempio la lunghezza di una strada, la dimensione di un appezzamento di terreno, la lunghezza di un percorso. Prendiamo una bicicletta normale. Esatto: fissiamo una staffa non metallica con un interruttore a lamella alla forcella e fissiamo il magnete a uno dei raggi della ruota della bicicletta. Quindi misuriamo la circonferenza della ruota e la esprimiamo in metri, ad esempio la circonferenza della ruota è 1,45 metri, quindi componiamo "1,45+", dopodiché ad ogni giro della ruota le letture sul display aumenteranno di 1,45 metri e di conseguenza il display visualizzerà la distanza percorsa dalla bici in metri.

Se hai una sveglia al quarzo cinese difettosa (di solito il loro meccanismo non è molto resistente, ma la scheda elettronica è molto affidabile), puoi prenderne una scheda e, secondo lo schema mostrato in Figura 2, ricavarne un cronometro esso e una calcolatrice.

L'alimentazione viene fornita alla scheda sveglia tramite uno stabilizzatore parametrico sul LED HL1 (il LED deve avere una tensione continua di 1,4-1,7 V, ad esempio rosso AL307) e un resistore R2.

Gli impulsi vengono generati dagli impulsi di controllo del motore passo-passo del meccanismo dell'orologio (le bobine devono essere scollegate, la scheda viene utilizzata in modo indipendente). Questi impulsi viaggiano attraverso i diodi VD1 e VD2 fino alla base del transistor VT1. La tensione di alimentazione della scheda di allarme è di soli 1,6 V, mentre i livelli di impulso sulle uscite del motore passo-passo sono ancora più bassi.

Affinché il circuito funzioni correttamente, sono necessari diodi con un basso livello di tensione diretta, come VAT85, o germanio.

Questi impulsi arrivano all'interruttore a transistor su VT1 e VT2. Il circuito del collettore VT2 comprende l'avvolgimento di un relè a bassa potenza K1, i cui contatti sono collegati in parallelo al pulsante “=" del microcalcolatore. Quando è presente alimentazione +5V, i contatti del relè K1 si chiuderanno ad una frequenza di 1 Hz.

Per avviare il cronometro, è necessario prima eseguire l'azione “1+”, quindi accendere il circuito del formatore di impulsi utilizzando l'interruttore S1. Ora, ogni secondo, le letture sul display aumenteranno di uno.

Per interrompere il conteggio, è sufficiente spegnere l'alimentazione del formatore di impulsi utilizzando l'interruttore S1.

Per avere un conteggio per la riduzione, è necessario prima inserire il numero iniziale di secondi sul display del microcalcolatore, quindi eseguire l'azione “-1” e accendere il formatore di impulsi con l'interruttore S1. Ora, ogni secondo, le letture del display diminuiranno di uno e da esse sarà possibile giudicare quanto tempo manca fino a un determinato evento.

Fig.2. Schema per trasformare una gruccia cinese in un cronometro.

Fig.3. Schema di un contatore di intersezione di raggi IR utilizzando una calcolatrice.

Se si utilizza un sensore fotografico a infrarossi che funziona all'intersezione del raggio, è possibile adattare il microcalcolatore per contare alcuni oggetti, ad esempio scatole che si muovono lungo un nastro trasportatore, oppure installando il sensore nel corridoio, contare le persone che entrano nella stanza .

Un diagramma schematico di un sensore di riflessione IR per lavorare con un microcalcolatore è mostrato nella Figura 3.

Il generatore di segnali IR è realizzato su un chip A1 di tipo “555” (timer integrato). Si tratta di un generatore di impulsi con una frequenza di 38 kHz, all'uscita del quale è acceso un LED a infrarossi. La frequenza di generazione dipende dal circuito C1-R1; quando si imposta selezionando il resistore R1, è necessario impostare la frequenza all'uscita del microcircuito (pin 3) su un valore vicino a 38 kHz. Il LED HL1 viene posizionato su un lato del passaggio, appoggiandovi sopra un tubo opaco, che deve essere puntato con precisione verso il fotorivelatore.

Il fotorilevatore è realizzato sul chip HF1: si tratta di un fotorilevatore integrato standard del tipo TSOP4838 per sistemi di controllo remoto per TV e altri elettrodomestici. Quando un raggio proveniente da HL1 colpisce questo fotorilevatore, la sua uscita è zero. In assenza di una trave, una.

Pertanto, non c'è nulla tra HL1 e HF1: i contatti del relè K1 sono aperti e al momento del passaggio di qualsiasi oggetto i contatti del relè sono chiusi. Se esegui l'azione "1+" sul microcalcolatore, ad ogni passaggio di un oggetto tra HL1 e HF1, le letture del display del microcalcolatore aumenteranno di uno e da esse potrai giudicare quante scatole sono state spedite o quante persone sono entrate .

Kryukov M.B. RK-2016-01.

Principio operativo

Lo stato iniziale è il livello zero su tutte le uscite trigger (Q 1 – Q 3), ovvero il codice digitale 000. In questo caso la cifra più significativa è l'uscita Q 3. Per trasferire tutti i flip-flop allo stato zero, gli ingressi dei flip-flop R vengono combinati e ad essi viene applicato il livello di tensione richiesto (ovvero un impulso che ripristina i flip-flop). Questo è essenzialmente un ripristino. L'ingresso C riceve impulsi di clock che aumentano il codice digitale di uno, ovvero dopo l'arrivo del primo impulso, il primo trigger passa allo stato 1 (codice 001), dopo l'arrivo del secondo impulso, il secondo trigger passa allo stato 1, e il primo allo stato 0 (codice 010), poi il terzo, ecc. Di conseguenza, un tale dispositivo può contare fino a 7 (codice 111), poiché 2 3 – 1 = 7. Quando tutte le uscite dei trigger sono impostato su uno, dicono che il contatore è traboccato. Dopo l'arrivo del successivo (nono) impulso, il contatore si azzererà e tutto ricomincerà dall'inizio. Nei grafici, i cambiamenti negli stati trigger si verificano con un certo ritardo t h. Alla terza cifra il ritardo è già triplicato. Il ritardo che aumenta con il numero di bit è uno svantaggio dei contatori con trasferimento seriale che, nonostante la loro semplicità, ne limita l'utilizzo nei dispositivi con un numero ridotto di bit.

Classificazione dei contatori

I contatori sono dispositivi per contare il numero di impulsi (comandi) ricevuti al loro ingresso, memorizzare e memorizzare il risultato del conteggio ed emettere questo risultato. Il parametro principale del contatore è il modulo di conteggio (capacità) Kc. Questo valore è uguale al numero di stati stabili del contatore. Dopo l'arrivo degli impulsi Kc, il contatore ritorna allo stato originale. Per i contatori binari Kс = 2 m, dove m è il numero di bit del contatore.

Caratteristiche importanti del contatore oltre a Kc sono la frequenza massima di conteggio fmax e il tempo di assestamento tset, che caratterizzano la velocità del contatore.

Tst è la durata del processo di transizione che porta il contatore a un nuovo stato: tset = mttr, dove m è il numero di cifre e ttr è il tempo di commutazione del trigger.

Fmax è la frequenza massima degli impulsi di ingresso alla quale non si verifica alcuna perdita di impulsi.

Per tipo di operazione:

– Somma;

– Sottrattivo;

– Reversibile.

In un contatore sommatore, l'arrivo di ciascun impulso in ingresso aumenta di uno il risultato del conteggio, in un contatore sottrattivo lo diminuisce di uno; Nell'invertire i contatori possono verificarsi sia la somma che la sottrazione.

Per organizzazione strutturale:

– coerente;

– parallelo;

– serie-parallelo.

In un contatore seriale, l'impulso di ingresso viene fornito solo all'ingresso della prima cifra, l'impulso di uscita della cifra precedente viene fornito agli ingressi di ciascuna cifra successiva;

In un contatore parallelo, con l'arrivo del successivo impulso di conteggio, la commutazione dei trigger durante la transizione a un nuovo stato avviene simultaneamente.

Il circuito serie-parallelo comprende entrambe le opzioni precedenti.

In ordine di cambiamento di stato:

– con un ordine naturale di conteggio;

– con un ordine di conteggio arbitrario.

Conteggio moduli:

– binario;

– non binario.

Il modulo di conteggio di un contatore binario è Kc=2 e il modulo di conteggio di un contatore non binario è Kc= 2m, dove m è il numero di bit del contatore.

Contatore seriale sommatore

Fig. 1. Somma del contatore seriale a 3 bit.

I trigger di questo contatore vengono attivati ​​dal fronte di discesa dell'impulso di conteggio. L'ingresso della cifra alta del contatore è collegato all'uscita diretta (Q) della cifra adiacente bassa. Il diagramma temporale del funzionamento di tale contatore è mostrato in Fig.2. Nel momento iniziale, gli stati di tutti i flip-flop sono rispettivamente log.0, alle loro uscite dirette c'è log.0. Ciò si ottiene mediante un log.0 a breve termine applicato agli ingressi dell'impostazione asincrona dei flip-flop su log.0. Lo stato generale del contatore può essere caratterizzato da un numero binario (000). Durante il conteggio, la logica 1 viene mantenuta agli ingressi dell'installazione del trigger asincrono in log.1. Dopo l'arrivo del fronte di discesa del primo impulso, il bit 0 passa allo stato opposto: log.1. Sull'ingresso a 1 bit appare il fronte ascendente dell'impulso di conteggio. Stato del contatore (001). Dopo che il fronte di discesa del secondo impulso arriva all'ingresso del contatore, il bit 0 passa allo stato opposto - log.0, e il fronte di discesa dell'impulso di conteggio appare all'ingresso del bit 1, che commuta l'1 bit da log.1. Lo stato generale del contatore è (010). Il successivo fronte di discesa sull'ingresso a 0 bit lo imposterà su 1 logico (011), ecc. Pertanto, il contatore accumula il numero di impulsi di ingresso che arrivano al suo ingresso. Quando 8 impulsi arrivano al suo ingresso, il contatore ritorna al suo stato originale (000), il che significa che il coefficiente di conteggio (CFC) di questo contatore è 8.

Riso. 2. Diagramma temporale di un contatore sommatore seriale.

Contatore seriale sottrattivo

I trigger di questo contatore vengono attivati ​​dal fronte di discesa. Per implementare l'operazione di sottrazione, l'ingresso di conteggio della cifra di ordine superiore è collegato all'uscita inversa della cifra di ordine inferiore adiacente. I trigger sono preliminarmente impostati su log.1 (111). Il funzionamento di questo contatore è mostrato nel diagramma temporale di Fig. 4.

Riso. 1 Contatore sottrattivo seriale

Riso. 2 Diagramma temporale di un contatore sottrattivo seriale

Contatore seriale reversibile

Per implementare un contatore avanti/indietro è necessario combinare le funzioni di un contatore sommatore e quelle di un contatore sottrattore. Lo schema di questo contatore è mostrato in Fig. 5. I segnali “somma” e “differenza” vengono utilizzati per controllare la modalità di conteggio. Per la modalità di somma, “sum” = log.1, “0” è log.0 a breve termine; “differenza” = log.0, “1” - log.0 a breve termine. In questo caso, gli elementi DD4.1 e DD4.3 consentono la fornitura di segnali dalle uscite dirette dei trigger DD1.1, DD1.2 agli ingressi dell'orologio dei trigger DD1.2, DD2.1 attraverso gli elementi DD5.1 ​​​​e DD5.2, rispettivamente. In questo caso gli elementi DD4.2 e DD4.4 sono chiusi, alle loro uscite c'è un log 0, quindi l'azione delle uscite inverse non influenza in alcun modo gli ingressi di conteggio dei flip-flop DD1.2, DD2.1. Pertanto, viene implementata l'operazione di somma. Per implementare l'operazione di sottrazione, log.0 viene fornito all'input "somma" e log.1 all'input "differenza". In questo caso, gli elementi DD4.2, DD4.4 consentono di fornire segnali dalle uscite inverse dei trigger DD1.1, DD1.2 agli ingressi degli elementi DD5.1, DD5.2 e, di conseguenza, al conteggio ingressi dei trigger DD1.2, DD2.1. In questo caso gli elementi DD4.1, DD4.3 sono chiusi e i segnali provenienti dalle uscite dirette dei trigger DD1.1, DD1.2 non influenzano in alcun modo gli ingressi di conteggio dei trigger DD1.2, DD2. 1. Pertanto, l'operazione di sottrazione viene implementata.

Riso. 3 Contatore seriale su/giù a 3 bit

Per implementare questi contatori è possibile utilizzare anche trigger attivati ​​dal fronte di salita degli impulsi di conteggio. Quindi, durante la somma, un segnale dall'uscita inversa del bit adiacente di ordine inferiore deve essere fornito all'ingresso di conteggio della cifra più alta e durante la sottrazione, viceversa, l'ingresso di conteggio deve essere collegato all'uscita diretta.

Lo svantaggio di un contatore seriale è che all'aumentare della profondità di bit aumenta proporzionalmente il tempo di installazione (tset) di questo contatore. Il vantaggio è la facilità di implementazione.

Riso. 3 – Contatore invertito

Sono disponibili due ingressi per il conteggio degli impulsi: “+1” – per aumentare, “-1” – per diminuire. L'ingresso corrispondente (+1 o -1) è collegato all'ingresso C. Questo può essere fatto utilizzando un circuito OR se lo si inserisce davanti al primo flip-flop (l'uscita dell'elemento è all'ingresso del primo flip -flop, gli ingressi sono sui bus +1 e -1). La cosa strana tra i trigger (DD2 e DD4) è chiamata elemento AND-OR. Questo elemento è composto da due elementi AND e un elemento OR, combinati in un unico alloggiamento. Innanzitutto, i segnali di ingresso su questo elemento vengono moltiplicati logicamente, quindi il risultato viene sommato logicamente.

Il numero di ingressi dell'elemento AND-OR corrisponde al numero della cifra, ad es. se la terza cifra, allora tre ingressi, il quarto - quattro, ecc. Il circuito logico è un interruttore a due posizioni controllato dal diretto o dall'inverso uscita del trigger precedente. Al registro. 1 all'uscita diretta, il contatore conta gli impulsi dal bus “+1” (se arrivano, ovviamente), con un log. 1 sull'uscita inversa – dal bus “-1”. Gli elementi AND (DD6.1 e DD6.2) costituiscono i segnali di trasferimento. All'uscita >7, il segnale viene generato quando il codice 111 (numero 7) e la presenza di un impulso di clock sul bus +1, in uscita<0 сигнал формируется при коде 000 и наличии тактового импульса на шине -1.

Tutto questo, ovviamente, è interessante, ma sembra più bello nella progettazione del microcircuito:

Riso. 4 Contatore binario a quattro bit

Ecco un tipico contatore preimpostato. CT2 significa che il contatore è binario; se è decimale, allora viene impostato CT10; se è binario-decimale, è CT2/10. Gli ingressi D0 – D3 sono chiamati ingressi di informazione e vengono utilizzati per scrivere qualsiasi stato binario sul contatore. Questo stato verrà visualizzato alle sue uscite e da esso inizierà il conto alla rovescia. In altre parole, si tratta di ingressi preimpostati o semplicemente di preimpostazioni. L'ingresso V viene utilizzato per abilitare la registrazione del codice sugli ingressi D0 – D3 o, come si suol dire, abilitare la preimpostazione. Questo ingresso può essere indicato anche con altre lettere. La registrazione preliminare nel contatore viene effettuata quando viene inviato un segnale di abilitazione alla scrittura nel momento in cui l'impulso arriva all'ingresso C. L'ingresso C è sincronizzato. Gli impulsi vengono spinti qui. Il triangolo significa che il contatore viene attivato dalla caduta dell'impulso. Se il triangolo viene ruotato di 180 gradi, cioè con la parte posteriore rivolta verso la lettera C, viene attivato dal bordo dell'impulso. L'ingresso R viene utilizzato per resettare il contatore, ovvero, quando viene applicato un impulso a questo ingresso, i registri vengono impostati su tutte le uscite del contatore. 0. L'ingresso PI è chiamato ingresso riporto. L'uscita p è chiamata uscita di riporto. Su questa uscita viene generato un segnale quando il contatore va in overflow (quando tutte le uscite sono impostate su 1 logico). Questo segnale può essere applicato all'ingresso di riporto del contatore successivo. Quindi, quando il primo contatore va in overflow, il secondo passerà allo stato successivo. Le uscite 1, 2, 4, 8 sono semplicemente uscite. Generano un codice binario corrispondente al numero di impulsi ricevuti all'ingresso del contatore. Se le conclusioni hanno dei cerchi, cosa che accade molto più spesso, allora sono inverse, cioè invece di log. 1 viene fornito log. 0 e viceversa. Il funzionamento dei contatori insieme ad altri dispositivi verrà discusso più dettagliatamente in seguito.

Totalizzatore parallelo

Il principio di funzionamento di questo contatore è che il segnale di ingresso contenente gli impulsi di conteggio viene applicato simultaneamente a tutti i bit di questo contatore. Inoltre, l'impostazione del contatore sullo stato log.0 o log.1 è controllata dal circuito di controllo. Il circuito di questo contatore è mostrato in Fig. 6

Riso. 4 Contatore cumulativo parallelo

I bit del contatore sono trigger DD1, DD2, DD3.

Circuito di controllo – elemento DD4.

Il vantaggio di questo contatore è il breve tempo di installazione, che non dipende dalla capacità delle cifre del contatore.

Lo svantaggio è la complessità del circuito man mano che aumenta la capacità del contatore.

Contatori di trasporto paralleli

Per aumentare le prestazioni, viene utilizzato un metodo per generare simultaneamente un segnale di trasferimento per tutti i bit. Ciò si ottiene introducendo elementi AND, attraverso i quali gli impulsi di clock vengono inviati immediatamente agli ingressi di tutti i bit del contatore.

Riso. 2 – Contatore del carry parallelo e grafici che ne spiegano il funzionamento

Tutto è chiaro con il primo trigger. Un impulso di clock passerà all'ingresso del secondo trigger solo quando è presente un registro all'uscita del primo trigger. 1 (una caratteristica del circuito AND) e all'ingresso del terzo - quando c'è un registro sulle uscite dei primi due. 1, ecc. Il ritardo di risposta del terzo trigger è lo stesso del primo. Un contatore di questo tipo è chiamato contatore di carry parallelo. Come si può vedere dal diagramma, all’aumentare del numero di bit, aumenta il numero di log. AND e maggiore è il rango, maggiore è il numero di input dell'elemento. Questo è uno svantaggio di tali contatori.

Sviluppo di un diagramma schematico

Formatore di impulsi

Un formatore di impulsi è un dispositivo necessario per eliminare il rimbalzo dei contatti che si verifica quando i contatti meccanici sono chiusi, il che può portare a un funzionamento improprio del circuito.

La Figura 9 mostra gli schemi dei generatori di impulsi da contatti meccanici.

Riso. 9 Generatori di impulsi da contatti meccanici.

Blocco di visualizzazione

I LED devono essere utilizzati per visualizzare il risultato del conteggio. Per eseguire tale output di informazioni, è possibile utilizzare lo schema più semplice. Lo schema dell'unità display a LED è mostrato nella Figura 10.

Riso. Display a 10 LED.

Sviluppo di CCS (circuito di controllo combinato)

Per implementare questo contatore della serie TTLSh di microcircuiti K555, ho scelto:

due microcircuiti K555TV9 (2 trigger JK con installazione)

un microcircuito K555LA4 (3 elementi 3I-NOT)

due microcircuiti K555LA3 (4 elementi 2I-NOT)

un chip K555LN1 (6 inverter)

Questi chip forniscono un numero minimo di pacchetti su un circuito stampato.

Elaborazione dello schema a blocchi del contatore

Il diagramma a blocchi è un insieme di blocchi del contatore che svolgono alcune funzioni e garantiscono il normale funzionamento del contatore. La Figura 7 mostra lo schema a blocchi del contatore.

Riso. 7 Schema a blocchi del contatore

L'unità di controllo svolge la funzione di inviare un segnale e controllare i trigger.

Il blocco di conteggio è progettato per modificare lo stato del contatore e salvare questo stato.

L'unità display visualizza informazioni per la percezione visiva.

Elaborazione di uno schema funzionale del contatore

Schema funzionale – struttura interna del contatore.

Determiniamo il numero ottimale di trigger per un contatore non binario con un coefficiente di conteggio Kc=10.

M = log2 (Kc) = 4.

M = 4 significa che per implementare un contatore decimale binario sono necessari 4 flip-flop.

I più semplici contatori di impulsi a una cifra

Il contatore di impulsi a una cifra più semplice può essere un flip-flop JK e un flip-flop D che funzionano in modalità conteggio. Conta gli impulsi di ingresso modulo 2: ogni impulso commuta il trigger nello stato opposto. Un trigger conta fino a due, due collegati in serie contano fino a quattro, n trigger contano fino a 2n impulsi. Il risultato del conteggio viene generato in un determinato codice, che può essere memorizzato nella memoria del contatore o letto da un altro dispositivo decodificatore digitale.

La figura mostra un circuito di un contatore di impulsi binario a tre bit costruito su un flip-flop JK K155TB1. Montare un contatore di questo tipo su un pannello breadboard e collegare gli indicatori LED (o transistor - con una lampada a incandescenza) alle uscite dirette dei trigger, come è stato fatto prima. Applicare una serie di impulsi con una frequenza di ripetizione di 1 ... 2 Hz dal generatore di test all'ingresso C del primo trigger del contatore e tracciare il funzionamento del contatore utilizzando i segnali luminosi degli indicatori.

Se nel momento iniziale tutti i trigger del contatore erano nello stato zero (è possibile impostare l'interruttore a pulsante SB1 “Set.0”, applicando una tensione di basso livello all'ingresso R dei trigger), quindi al declino del primo impulso (Fig. 45.6) il trigger DD1 passerà allo stato singolo: un livello di alta tensione apparirà sulla sua uscita diretta (Fig. 45, c). Il secondo impulso commuterà il trigger DD1 allo stato zero e il trigger DD2-B allo stato singolo (Fig. 45, d). Al declino del terzo impulso, i trigger DD1 e DD2 saranno nello stato unitario e il trigger DD3 sarà ancora nello stato zero. Il quarto impulso commuterà i primi due trigger allo stato zero e il terzo allo stato singolo (Fig. 45, d). L'ottavo impulso porterà tutti i trigger allo stato zero. Quando cade il nono impulso di ingresso, inizierà il ciclo successivo del contatore di impulsi a tre cifre.

Osservando i grafici è facile notare che ogni cifra alta del contatore differisce da quella bassa del doppio del numero di impulsi di conteggio. Pertanto, il periodo degli impulsi all'uscita del primo trigger è 2 volte maggiore del periodo degli impulsi in ingresso, all'uscita del secondo trigger - 4 volte, all'uscita del terzo trigger - 8 volte. Nel linguaggio della tecnologia digitale, un contatore di questo tipo funziona con un codice di peso 1-2-4. Qui, il termine “peso” si riferisce alla quantità di informazioni ricevute dal contatore dopo aver impostato i suoi trigger sullo stato zero. Nei dispositivi e strumenti della tecnologia digitale, i contatori di impulsi a quattro cifre che operano nel codice di peso 1-2-4-8 sono i più utilizzati. I divisori di frequenza contano gli impulsi di ingresso fino a un determinato stato specificato dal coefficiente di conteggio, quindi formano un segnale di commutazione del trigger sullo stato zero, iniziano nuovamente a contare gli impulsi di ingresso fino al coefficiente di conteggio specificato, ecc.

La figura mostra il circuito e i grafici del funzionamento di un divisore con un fattore di conteggio pari a 5, costruito su flip-flop JK. Qui, il già familiare contatore binario a tre bit è integrato con un elemento logico 2-NOT DD4.1, che imposta il fattore di conteggio pari a 5. Succede così. Durante i primi quattro impulsi di ingresso (dopo aver impostato i trigger sullo stato zero utilizzando il pulsante "Imposta 0" SB1), il dispositivo funziona come un normale contatore di impulsi binario. In questo caso, su uno o entrambi gli ingressi dell'elemento DD4.1 opera un livello di bassa tensione, quindi l'elemento si trova in un unico stato.

Al declino del quinto impulso, sull'uscita diretta del primo e del terzo trigger, e quindi su entrambi gli ingressi dell'elemento DD4.1, appare un livello di tensione elevato, che commuta questo elemento logico allo stato zero. In questo momento, sulla sua uscita si forma un breve impulso di basso livello, che viene trasmesso attraverso il diodo VD1 all'ingresso R di tutti i flip-flop e li commuta allo stato zero iniziale.

Da questo momento inizia il ciclo successivo della controoperazione. Il resistore R1 e il diodo VD1, introdotti in questo contatore, sono necessari per evitare che l'uscita dell'elemento DD4.1 venga cortocircuitata con il filo comune.

È possibile verificare il funzionamento di un tale divisore di frequenza applicando impulsi con una frequenza di 1 ... 2 Hz all'ingresso C del suo primo trigger e collegando un indicatore luminoso all'uscita del trigger DD3.

In pratica, le funzioni di contaimpulsi e divisori di frequenza sono svolte da microcircuiti appositamente progettati con un elevato grado di integrazione. Nella serie K155, ad esempio, si tratta dei contatori K155IE1, K155IE2, K155IE4, ecc.

Negli sviluppi radioamatoriali, i microcircuiti K155IE1 e K155IE2 sono i più ampiamente utilizzati. I simboli grafici convenzionali di questi microcircuiti contatore con la numerazione delle loro uscite sono mostrati in Fig. 47.

Il microcircuito K155IE1 (Fig. 47a) è chiamato contatore di impulsi di dieci giorni, cioè un contatore con un fattore di conteggio pari a 10. Contiene quattro trigger collegati in serie. L'uscita (pin 5) del microcircuito è l'uscita del suo quarto trigger. Tutti i flip-flop vengono impostati sullo stato zero applicando contemporaneamente una tensione di alto livello a entrambi gli ingressi R (pin 1 e 2), combinati secondo il circuito dell'elemento AND (simbolo "&"). Gli impulsi di conteggio, che devono essere di livello basso, possono essere applicati agli ingressi C collegati tra loro (pin 8 e 9), anch'essi combinati lungo I., oppure ad uno di essi, se in questo momento il secondo ha un livello di tensione alto. Ogni dieci impulsi di ingresso, il contatore genera un impulso di basso livello di durata uguale all'impulso di ingresso. Chip K155IE2 (Fig. 48b)

Contatore binario-decimale a quattro cifre. Ha anche quattro flip-flop, ma il primo ha un ingresso C1 separato (pin 14) e un'uscita diretta separata (pin 12). Gli altri tre trigger sono collegati tra loro in modo da formare un divisore per 5. Quando l'uscita del primo trigger (pin 12) è collegata all'ingresso C2 (pin 1) del circuito dei trigger rimanenti, il microcircuito diventa un divisore per 10 (Fig. 48, a), operante nel codice 1 -2-4-8, che è ciò che simboleggiano i numeri alle uscite della designazione grafica del microcircuito. Per impostare i trigger del contatore sullo stato zero, viene applicata una tensione di alto livello a entrambi gli ingressi R0 (pin 2 e 3).

Due ingressi combinati R0 e quattro uscite di separazione del microcircuito K155IE2 consentono di costruire divisori di frequenza con fattori di divisione da 2 a 10 senza elementi aggiuntivi. Ad esempio, se si collegano i pin 12 e 1, 9 e 2, 8 n 3 (Fig. 48, 6), il fattore di conteggio sarà 6 e quando si collegano i pin 12 e 1, 11. 2 e 3 (Fig. 48, c) il fattore di conteggio diventerà 8. Questa caratteristica del microcircuito K155IE2 ne consente l'utilizzo sia come contatore di impulsi binario che come divisore di frequenza.

Un contatore di impulsi digitale è un'unità digitale che conta gli impulsi che arrivano al suo ingresso. Il risultato del conteggio viene generato dal contatore in un determinato codice e può essere memorizzato per il tempo richiesto. I contatori sono costruiti su trigger e il numero di impulsi che il contatore può contare è determinato dall'espressione N = 2 n – 1, dove n è il numero di trigger e meno uno, perché nella tecnologia digitale 0 è preso come punto di partenza punto. I contatori sono sommativi quando il conteggio va verso l'aumento e il conteggio sottrattivo va verso la diminuzione. Se durante il funzionamento il contatore può passare dalla somma alla sottrazione e viceversa, si dice reversibile.

Questo dispositivo è progettato per contare il numero di giri dell'albero di un dispositivo meccanico. Oltre al semplice conteggio con indicazione sul display LED in numeri decimali, il contatore fornisce informazioni sul numero di giri in un codice binario a dieci bit, che può essere utilizzato durante la progettazione di un dispositivo automatico. Il contatore è costituito da un sensore ottico di velocità, che è un fotoaccoppiatore costituito da un LED IR costantemente acceso e da un fotodiodo, tra i quali è presente un disco di materiale opaco in cui è ritagliato un settore. Il disco è fissato all'albero di un dispositivo meccanico, il cui numero di giri deve essere contato. Inoltre, una combinazione di due contatori: un contatore decimale a tre cifre con uscita su indicatori LED a sette segmenti e uno binario a dieci cifre. I contatori funzionano in modo sincrono, ma indipendentemente l'uno dall'altro. Il LED HL1 emette un flusso luminoso continuo, che entra nel fotodiodo attraverso una fessura nel disco di misurazione. Quando il disco ruota, vengono generati degli impulsi e poiché nel disco è presente una sola fessura, il numero di questi impulsi è uguale al numero di giri del disco. Il trigger Schmitt su D1.1 e D1.2 converte gli impulsi di tensione su R2, causati da una variazione della fotocorrente attraverso il fotodiodo, in impulsi di livello logico adatti alla percezione da parte dei contatori delle serie K176 e K561. Il numero di impulsi (numero di giri del disco) viene conteggiato simultaneamente da due contatori: un contatore decimale di tre decadi sui chip D2-D4 e un contatore binario su D5. Le informazioni sul numero di giri vengono visualizzate su un display digitale, composto da tre indicatori LED a sette segmenti H1-H3, e sotto forma di un codice binario a dieci bit, che viene rimosso dalle uscite del contatore D5. Il ripristino di tutti i contatori a zero al momento dell'accensione avviene simultaneamente, il che è facilitato dalla presenza dell'elemento D1.3. Se è necessario un pulsante zero, può essere collegato in parallelo al condensatore C1. Se è necessario che il segnale di ripristino provenga da un dispositivo esterno o da un circuito logico, è necessario sostituire il microcircuito K561LE5 con K561LA7 e scollegare il pin 13 dal pin 12 e C1. Ora l'azzeramento può essere effettuato applicando uno zero logico da un nodo logico esterno al pin 13 di D1.3. Il circuito può utilizzare altri indicatori LED a sette segmenti simili a ALS324. Se gli indicatori hanno un catodo comune, è necessario applicare zero, non uno, ai pin 6 D2-D4. I microcircuiti K561 possono essere sostituiti con analoghi delle serie K176, K1561 o analoghi importati. LED - qualsiasi LED IR (dal telecomando dell'apparecchiatura). Fotodiodo: uno qualsiasi di quelli utilizzati nei sistemi di controllo remoto dei televisori del tipo USCT. L'impostazione consiste nell'impostare la sensibilità del fotodiodo selezionando il valore di R2.

Radiocostruttore n. 2 2003 pag

2006

Per calcolare l’energia elettrica consumata in un determinato periodo di tempo è necessario integrare i valori istantanei di potenza attiva nel tempo. Per un segnale sinusoidale, la potenza è uguale al prodotto della tensione e della corrente nella rete in un dato momento. Qualsiasi contatore di energia elettrica funziona secondo questo principio.

2006

Installare e collegare un contatore elettrico non è difficile. Il pannello con il contatore deve essere installato su quattro rulli (agli angoli del pannello) nella stanza, in prossimità del luogo in cui passa il cablaggio elettrico proveniente dal contatore comune dell'appartamento

2012

Questo dispositivo monitora il consumo elettrico domestico e registra le letture su una scheda di memoria SD. Semplici amplificatori analogici amplificano il segnale proveniente dai sensori di tensione e corrente e, in base ai dati ricevuti, il microcontrollore ATmega168 calcola il consumo energetico. La tensione e la corrente sono misurate a 9615 Hz, quindi le letture dovrebbero essere accurate anche su carichi non sinusoidali come computer o lampade fluorescenti.