Здравствуйте!
В предыдущей статье
https://dzen.ru/a/aQoJYi6QbCpK4Frn
я рассмотрел микросхемы CD40110, их работу, подключение, и возможность соединения в каскад. Теперь реализую на этой микросхеме простейшее устройство – устройство для подсчёта количества людей в помещение.
Желающие могут повторить с детьми среднего возраста в качестве школьной поделки.
Данное устройство будет подсчитывать находящихся в помещение людей от 0 до 99 человек, посредством нажатия соответствующих кнопок (вверх, вниз) каждым входящим/выходящим человеком. При необходимости кнопкой сброс устанавливается принудительно нуль. Питание 5 вольт.
За основу можно взять схему из предыдущей статьи.
Первым делом необходимо избавиться от дребезга контактов кнопок, иначе каждое нажатие кнопки может давать несколько срабатываний счётчика. Есть разные способы подавления дребезга контактов. В данном случае использую триггеры Шмитта на микросхеме 74HC14. Данная микросхема содержит в своём корпусе шесть триггеров Шмитта с инвертированным выходом. Буквы «HC» в названии микросхемы говорят о том, что она выполнена по КМОП технологии, а значит совместима с микросхемами 40й серии. Использую самую простую RC цепочку из конденсатора 1 мкФ и резистора 10 кОм. Для кнопки счёта вверх R1C2, для счёта вниз R2C3.
Незадействованные входы микросхемы 74HC14 лучше соединить с плюсом питания, тогда на их выходах будут нули.
Собрал данную схему на брэдборде, работает чётко, ложных срабатываний не наблюдается. При необходимости ёмкости можно увеличить.
ПО идее на этом можно было бы остановиться, но мне не нравится, что если при нулевом значение нажать кнопку вниз, то на индикаторах установится значение 99. Логичнее было бы, чтобы ниже нуля счёт не вёлся, и значения оставались бы на нуле.
Для запрета счёта ниже нуля нужно сигнал с вывода 11 – BORROW микросхемы DD2 инвертировать, и подать на выводы RESETмикросхем DD1, DD2.
В качестве инвертора решил использовать один из незадействованных элементов 74HC14.
Если честно были сомнения, что простое инвертирование сигнала BORROWпрокатит. Дело в том, что длительность импульса BORROW очень мала, меньше 100 нс, а для срабатывания RESET большинства КМОП микросхем нужно около 1 мкс. Собирался уже делать растяжитель импульсов – одновибратор. Но собрав схему убедился, что она работает с такими малыми длительностями.
Для подключения кнопки «сброс» и RCцепочки сброса при подаче питания потребуются 2 диода, я использовал 1n4007 потому, что они есть у меня в большом количестве, но подойдут любые маломощные диоды.
При сборке на брэдборде я конечно не заморачивался с емкостями по питанию, работает и так, но если спаять устройство, то желательно поставить электролит по входу питания (100 мкФ или более) и керамические конденсаторы 100 нФ в цепи питания каждой цифровой микросхемы, расположенные максимально близко от данной микросхемы.
Общие катоды индикаторов в моём случае подключены, через резисторы R3, R4 на землю, а аноды напрямую с выходами микросхем, но такой метод не самый лучший, при окончательной сборке лучше конечно катоды соединить с землёй напрямую, а резисторы поставить на каждый анод (вход сегмента) свой это позволит избежать изменения яркости, при зажигание разного количества сегментов, хотя лично я этого изменения и так не ощущаю на глаз.
При необходимости число счётчиков в каскаде можно увеличить неограниченно, например если добавить ещё одну CD40110 и индикатор, то счёт увеличится до 999.
Число микросхем, и соответственно максимальное значение счёта нужно выбирать с запасом, так как при переходе за максимальное значение (в данном случае 99) счётчик обнулится, и начнёт считать по новому кругу. Либо если такая возможность всё-таки присутствует, то нужно подумать о дополнительной цепи запрещающей счёт выше предельного значения, и об индикации превышения.
Спасибо за внимание! Подписывайтесь на канал. Пишите комментарии.