[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Moduł licznika 4−cyfrowego
Do czego to służy?
Proponowany układ służy do kilku ce−
lów:
1. Ułatwieniu pracy konstruktorów bu−
dujących urządzenia, w których koniecz−
ne jest obrazowanie wyników pracy ukła−
du na kilku wyświetlaczach siedmioseg−
mentowych LED.
2. Narobienia odrobiny zamieszania
w redakcji EdW i wśród jej Czytelników.
3. Ogłoszenia ciekawego konkursu
i pozyskaniu nowego Autora piszącego
do EdW.
Jednym z podstawowych elementów
używanych przy konstruowaniu układów
cyfrowych są bez wątpienia liczniki. Bez
przesady można powiedzieć, że w co
drugim urządzeniu cyfrowym pracuje ja−
kiś licznik. Rozróżniamy różne typy liczni−
ków: liczące „do przodu”, „do tyłu” i uni−
wersalne, których kierunek zliczania mo−
żemy dowolnie zmieniać. Liczniki może−
my także podzielić na pracujące w kodzie
BCD i binarne. Istnieją też liczniki zliczają−
ce w dowolnym kierunku od wstępnie
ustalonej wartości.
Bardzo często, podczas konstruowa−
nia zegarów, przyrządów pomiarowych
i innych urządzeń musimy wyniki obli−
2219
czeń przedstawić w postaci łatwo czytel−
nej dla człowieka. Do wyjść licznika musi−
my wtedy dołączyć specjalny dekoder,
zmieniający liczbę zapisaną w kodzie
BCD na kod wyświetlacza siedmioseg−
mentowego.
Autor miał zamiar skonstruować pew−
ne urządzenie przeznaczone do publikacji
w EdW, w którym musiał zastosować aż
cztery liczniki rewersyjne i cztery dekode−
ry do wyświetlaczy siedmiosegmento−
wych LED. Miał to być dość rozbudowa−
ny przyrząd pomiarowy, w którym także
musiała być użyta funkcja zliczania w dół
od zadanej wartości i porównywania za−
wartości licznika z podaną liczbą. Na ry−
sunku 1 widać, jak zakończył się pierw−
szy etap prac projektowych. Schemat nie
został ukończony i praca została przerwa−
na w momencie, kiedy autor zdał sobie
sprawę, że zastosował już osiem dość
kosztownych kostek i że aby projekt
skończyć potrzebne będzie dalszych
osiem. Okazało się, że te wszystkie ukła−
dy widoczne na schemacie i wiele in−
nych, których autor szczęśliwie nie zdążył
tam umieścić można zastąpić jednym!
Oczywiście, najlepiej byłoby zastosować
mikroprocesor, ale nie wszyscy umieją je
jeszcze programować, należy zaczekać
na zakończenie kursu „mikroproce−
sorowego” publikowanego ostatnio
w naszym piśmie. Istnieje jeszcze jedna
możliwość – zastosowanie wielofunkcyj−
nego uniwersalnego licznika czterocyfro−
wego, wyposażonego ponadto w wbudo−
wany dekoder do wyświetlaczy siedmio−
segmentowych. Układem tym jest popu−
larna kostka ICM7217AIPI produkcji firmy
HARRIS, dalej nazywana w skrócie
ICM7217.
Omówimy teraz w największym skró−
cie ten niezwykle interesujący układ.
W skrócie, ponieważ pełny opis tej kost−
ki zajmuje ... szesnaście stron! Podawa−
Rys. 1. Pierwszy etap pracy
68
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97
nie wszystkich tych informacji nie miało−
by sensu, a w dalszej części artykułu do−
wiecie się, jak „dobrać się” do wszyst−
kich potrzebnych danych.
Układ ICM7217 jest 4–cyfrowym liczni−
kiem uniwersalnym z ustawianym rejest−
rem, którego zawartość może być stale
porównywana ze stanem licznika. Układ
może bezpośrednio sterować siedmio−
segmentowymi wyświetlaczami LED
w systemie multipleksowania. Produko−
wane są wersje ICM7217 przystosowane
do pracy z wyświetlaczami ze wspólną
anodą lub katodą. I tu praktyczna uwaga
dla projektantów: rozkład wyprowadzeń
obydwóch wersji znacznie się różni, tak że
nie jest możliwe zaprojektowanie płytki
uniwersalnej (autor też się na to „naciął”).
Układ może pracować bez jakichkolwiek
elementów zewnętrznych, posiada bo−
wiem wbudowany oscylator. Do tej pory
najwyższy podziw budziła popularna
„ajsielka” pracująca z zaledwie kilkoma
elementami dyskretnymi, ale ICM71217
został pod względem oszczędności pod−
zespołów doprowadzony do perfekcji.
Niezależnie od wyjść sterujących pra−
cą cztero cyfrowego wyświetlacza LED,
układ posiada także multipleksowane wy−
jście / wejście BCD, umożliwiające wy−
syłanie danych z licznika i ładowanie da−
nymi rejestru i zawartości licznika. Umoż−
liwia to zastosowanie ICM7217 także
w systemach mikroprocesorowych. Dzia−
łanie układu najlepiej pokazać przez opi−
sanie funkcji pełnionych przez jego we−
jścia i wyjścia.
wia kaskadowe łączenie ze sobą dowol−
nej ilości liczników, a tym samym wy−
świetlanie informacji na wyświetlaczu
o dowolnej ilości cyfr. Dodatni impuls po−
jawia się na tym wyjściu w momencie
przejścia od stanu 9999 do 0 podczas zli−
czania w górę i w momencie zmiany
z 0000 na 9999 podczas zliczania w dół.
zasilania pozwala zmienić częstotliwość
zegara licznika.
14.. RESET (kasuj). Podanie na to we−
jście stanu niskiego powoduje asynchro−
niczne wyzerowanie licznika.
15 18,, 21,, 22.. Wyjścia SEGa SEGg za−
silają poszczególne segmenty wyświetla−
czy
2.. Wyjjściie ZERO.. Na wyjściu tym stan
niski pojawia się m momencie, kiedy za−
wartość licznika wynosi 0000.
19.. Masa zasilania
3.. Wyjjściie EQUAL (równe). Stan niski
na tym wyjściu sygnalizuje równość sta−
nów licznika i rejestru.
20.. DIISPLAY CONT (kontrola wy−
świetlania). Jest to wejście trójstanowe
realizujące następujące funkcje:
– nie połączone: normalne działanie licz−
nika
– stan wysoki: wyłączenie wyświetlania
– stan niski: wygaszanie zer nieznaczą−
cych
4......7.. BCD II//O (BCD wejście / wyjście).
Wyprowadzenia te tworzą dwukierunko−
wy port BCD. Kiedy pracują jako wejścia,
możemy za ich pomocą przekazać dane
do rejestru lub bezpośrednio do zawar−
tości licznika.
24.. Plus zasilania
8.. COUNT (licz). Wejście zegarowe.
Na to wejście podaje się impulsy, które
mają być zliczane przez ICM7217. Nachy−
lenie zboczy tych impulsów może być
bardzo płaskie, ponieważ wejście to za−
opatrzone zostało w przerzutnik
Schmitta.
25......28 SEGx.. Wyjścia D1 D4 są wy−
jściami zasilającymi katody wyświetlaczy
pracujących w systemie multipleksowa−
nia
Ta garstka informacji powinna pomóc
Czytelnikom w zorientowaniu się w moż−
liwościach układu ICM. Jak już wspo−
mniano, w dalszej części artykułu zosta−
nie opisany sposób zdobycia wszystkich
informacji o tej interesującej kostce.
Dowiedzieliśmy się już bardzo dużo na
temat ICM7217, ale autor nie odpowie−
dział jeszcze na postawione pytanie: do
czego to służy? Proponowany układ mo−
że posłużyć jako gotowy moduł będący
podstawowym elementem wielu, trud−
nych nawet do wyliczenia konstrukcji
elektronicznych. Tak, jak na bazie modułu
miliwoltomierza z ICL możemy wykonać
chyba nieograniczoną liczbę różnych ukła−
dów, tak moduł z ICM możemy wyko−
rzystać do budowy laboratoryjnej apara−
tury pomiarowej, układów powszechne−
go użytku , wag, liczników taśmy magne−
tofonowej i innych. To już zresztą Wasza
sprawa, co zrobicie z układem zapropo−
nowanym Wam przez autora!
9.. STORE\\ (zachowaj). Podanie na to
wejście stanu niskiego powoduje prze−
słanie danych z licznika do rejestrów wy−
jściowych.
1.. Wyjjściie CARRY//BORROW (prze−
niesienie / pożyczka). Wyjście to umożli−
10 UP//DOWN\\ (licz w górę / licz
w dół). Sterowanie kierunkiem zliczania.
Stan niski na tym wejściu powoduje zli−
czanie w dół, a wysoki w górę.
11.. LOAD REGIISTER//OFF (ładuj re−
jestr / wyłącz licznik). Jest to wejście trój−
stanowe, realizujące następujące funk−
cje:
– nie połączone: normalne działanie licz−
nika
– stan wysoki: ładowanie rejestru dany−
mi z portu BCD
– stan niski: wyzerowanie i wyłączenie
działanie całego licznika
12.. LOAD COUNTER / II//O OFF (ładuj
licznik / wyłącz port BCD). Jest to także
wejście trójstanowe realizujące następu−
jące funkcje:
– nie połączone: normalne działanie licz−
nika
– stan wysoki: ładowanie licznika dany−
mi z portu BCD
– stan niski: przejście portu BCD w stan
wysokiej impedancji
Jak to działa?
W ogóle nie działa. Układ jest całkowi−
cie martwy i milczy jak grób. Będzie dzia−
łać dopiero wtedy, kiedy wymyślicie dla
proponowanego modułu jakieś ciekawe
zastosowania.
Schemat elektryczny modułu licznika
pokazany został na rrysunku 2. Wygląda
na dość skomplikowany, ale to zwykłe
złudzenie. Po prostu trzeba było pokazać,
że wszystkie wejścia i wyjścia układu
ICM7217 zostały na płytce doprowadzo−
ne do odpowiednich złączy. Takie rozwią−
13.. SCAN.. Dołączenie kondensatora
pomiędzy to wejście, a dodatni biegun
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97
69
zanie bardzo ułatwi wykorzystanie modu−
łów w Waszych konstrukcjach, a także
umożliwia łatwe szeregowe łączenie mo−
dułów ze sobą. Zasilanie układu, wejścia
UP/DOWN, C/B, LOAD COUNTER,
LOAD REGISTER, STORE, RESET
i COUNT zostały równolegle dołączone
do dwóch identycznych złącz, umieszczo−
nych po dwóch stronach płytki obwodu
drukowanego. Ma to na celu umożliwie−
nie kaskadowego łączenia dowolnej iloś−
ci modułów ze sobą. Pozostałe wejścia
i wyjścia doprowadzone zostały do trze−
ciego złącza, umożliwiając sterownie
osobno każdym modułem.
Rysunek nie pokazuje, że układ będzie
zmontowany na dwóch płytkach, w for−
mie tzw. „kanapki”. Niepotrzebnie
skomplikowałoby to schemat, nie wno−
sząc nic nowego do jego zrozumienia.
Montaż i uruchomienie
Na rrysunku 3 przedstawiona została
mozaika ścieżek dwóch płytek drukowa−
nych z jakich składa się nasz układ, oraz
rozmieszczenie na nich elementów. Cóż
można powiedzieć na temat montażu
czterech wyświetlaczy, jednego układu
scalonego (koniecznie w podstawce)
i dwóch kondensatorów? Autor prosi
swoich Czytelników o łaskawe napisanie
sobie instrukcji montażu we własnym za−
kresie! Warto jedynie zaznaczyć, że sze−
reg goldpinów lutujemy do płytki z wy−
świetlaczami od strony druku, natomiast
złącze szufladkowe do płytki z układem
scalonym, od strony elementów.
Nie możemy jeszcze nic powiedzieć
na temat złącz JP1 JP3. Jeżeli będziemy
wykorzystywać tylko jeden moduł AVT−
–2219, to możemy do nich doprowadzić
potrzebne w danej aplikacji sygnały. Jeże−
li jednak zechcemy użyć większej ilości
modułów, to złącza JP1 i JP2 posłużą do
Rys. 2 . Schemat ideowy
kaskadowego ich połączenia. Najbardziej
„elegancką” metodą połączenia modu−
łów będzie wlutowanie szeregów goldpi−
nów w złącze JP1 modułu
A (patrz rysunek 3) i w złącze
JP2 modułu B. Następnie
obydwa moduły możemy po−
łączyć ze sobą bez koniecz−
ności lutowania: za pomocą
ośmiu jumperów. Jeżeli jed−
nak nie przewidujemy możli−
wości rozłączania modułów,
to do ich połączenia najproś−
ciej będzie użyć odcinków
srebrzanki wygiętych
w kształcie litery „U”, które
przylutujemy do złącz JP1
i JP2 sąsiadujących modu−
łów.
Na spodniej stronie płytki,
na której zamontowany jest
układ scalony umieszczono
trzy kwadratowe punkty lu−
townicze. Służą one do dołą−
czenia wejścia DISPLAY
CONT sterującego pracą wyświetlaczy
do masy, plusa zasilania lub pozostawie−
nia go „wiszącego w powietrzu”. Połą−
czenie wykonujemy w najprostszy spo−
sób: kropelką cyny.
Układ zasilany jest napięciem
+5VDC, koniecznie stabilizowanym. Po−
bór prądu zależy praktycznie od ilości
jednocześnie zapalonych segmentów
wyświetlaczy.
Jak na razie, nic się nie dzieje, nic nie
działa. Ale już w jednym z najbliższych
numerów EdW opisany będzie projekt
chyba najprostszego z możliwych, niemal
zabawkowego mini – miernika częstotli−
wości – AVT2235.
Rys. 3 . Schemat montażowy
Rys. 4.
70
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97
Konkurs
A teraz to, na co z pewnością czeka
wielu Czytelników: to zamieszanie, jakie−
go obiecał narobić autor. Ogłaszamy no−
wy konkurrs, oparty na odmiennych nieco
zasadach niż poprzednie. A oto jego wa−
runki:
1.. Ettap piierrwszy.. Czytelnicy EdW
(mamy nadzieję, że wszyscy) myślą,
myślą i wymyślają ciekawe urządzenie
elektroniczne, do którego budowy po−
trzebne będą opisane wyżej moduły
licznikowe. Macie na to dwa miesiące
(od ukazania się tego numeru EdW
w kioskach). Wykombinujcie coś zu−
pełnie nowego, dotąd nie skonstruo−
wanego. Uprzedzamy tylko, że nie bę−
dziemy analizować projektów np. oś−
miocyfrowych woltomierzy lub mierni−
ków częstotliwości. Do budowania ta−
kich układów służą zupełnie inne pod−
zespoły, a nam chodzi o układ, który
będzie wykorzystywał wszystkie, lub
prawie wszystkie możliwości modułu
AVT–2219. Po zakończeniu pierwsze−
go etapu pracy Czytelnicy wysyłają do
redakcji EdW schematy zaprojektowa−
nych układów wraz z krótkim opisem.
Tu jedna uwaga: Czytelnikom poważ−
nie myślącym o skonstruowaniu cze−
goś ciekawego autor poleca zaopat−
rzenie się w biuletyn USKA UC 1/94.
Powyższy opis ICM7217 ma z koniecz−
ności charakter skrótowy, natomiast
w „Usce” znajduje się aż szesnaście
stron formatu A4 informacji o tej kost−
ce! Biuletyn USKA można otrzymać za
pobraniem pocztowym, zamawiając
go listownie lub telefonicznie. Można
także zamówić odbitki ksero potrzeb−
nych stron Uski, a także odbitki orygi−
nalnych danych katalogowych (po an−
gielsku). Posiadacze komputerów pod−
łączonych do Internetu mogą także
„ściągnąć” sobie wszystkie informa−
cje o ICM7217.
2.. Ettap drrugii.. Kolegium redakcyjne
EdW w pocie czoła sprawdza i ocenia na−
desłane projekty. Jeżeli nie skonamy od
nadmiaru pracy, to Czytelnik, którego pro−
jekt zyska nasze największe uznanie zo−
stanie natychmiast o tym fakcie zawiado−
miony, listownie lub telefonicznie.
3.. Ettap trrzecii:: UWAGA!!! Jeżeli Czy−
telnik, który został uznany za najzdolniej−
szego konstruktora posiada możliwości
i umiejętności potrzebne do wykonania
projektu płytki obwodu drukowanego
swojego projektu w Easy– lub Auto−
traxie, to zostanie poproszony o wyko−
nanie tej pracy i przesłanie do redakcji
EdW pliku z projektem płytki. Jeżeli jed−
nak Kolega ten nie posiada komputera
lub niezbędnego oprogramowania, to po−
prosimy go jedynie o nadesłanie szkicu
projektu płytki z zaznaczeniem rozmiesz−
czenia najważniejszych elementów
i ścieżek. Autor podejmuje się osobiście
zaprojektować płytkę prototypową, która
następnie zostanie wykonana (3 egzem−
plarze!) w profesjonalny sposób, z ewen−
tualną metalizacją i opisem elementów.
Nie ma żadnych ograniczeń, projekt mo−
że być wykonany na laminacie jedno–
lub dwustronnym! Następnie płytki zo−
staną wysłane Zwycięzcy konkursu,
zwanemu odtąd Konstruktorem, który
zobowiązany jest układ zmontować, uru−
chomić i przetestować. I tu na margine−
sie jedna uwaga: układ prototypowy
zwykle zawiera jakieś drobne lub grub−
sze błędy. Zależy to oczywiście od
doświadczenia konstruktora. Błędy te
dają o sobie znać właśnie w momencie
wykonywania prototypu (po to między
innymi wykonuje się prototypy). Potem
zwykle trzeba coś poprawić.
Właśnie ze względu na takie błędy,
ciężar zmontowania i uruchomienia
układu musi wziąć na siebie Autor pro−
jektu, a nie Pracownia Konstrukcyjna
AVT.
A teraz uwaga: wraz z płytkami wysła−
ny zostanie Konstruktorowi komplet ele−
mentów potrzebnych do zmontowania
układu, o ile te elementy znajdują się
w ofercie handlowej AVT. Dlatego też
podczas projektowania urządzenia należy
odpowiednio dobierać podzespoły, aby
nie zaprojektować układu, którego nie da
się wykonać z powodu braku części.
W razie konieczności autor służyć Mu bę−
dzie pomocą i konsultacjami. W przypad−
ku potrzeby skorzystania ze sprzętu po−
miarowego drzwi Pracowni Konstrukcyj−
nej AVT będą przed Konstruktorem ot−
warte.
4.. Ettap czwarrtty.. Konstruktor montuje
i uruchamia swój układ. Nie ograniczamy
czasu potrzebnego na wykonanie urzą−
dzenia. Następnie Konstruktor powinien
napisać artykuł na temat swojego projek−
tu. Artykuł musi zawierać informacje o za−
stosowaniu proponowanego układu, opis
jego działania, wskazówki dotyczące
montażu i uruchamiania oraz wykaz ele−
mentów. Gotowym wzorem do napisania
artykułu są .... artykuły zamieszczane
w EdW. Następnie Konstruktor proszony
jest o przesłanie wykonanego układu do
AVT. Zostanie on tam przetestowany
przez Kierownika Pracowni Konstrukcyj−
nej, red. Sławomira Surowińskiego i sfo−
tografowany. Następnie zostanie opubli−
kowany w EdW artykuł podpisany przez
Konstruktora oraz uruchomiona będzie
produkcja kitu.
5.. Ettap piiątty.. Co z tego będzie miał
Konstruktor? Poza zasłużoną chwałą mo−
łojecką Konstruktor otrzyma należne Mu
honorarium autorskie i pierwszy egzemp−
larz kitu, aby mógł wykonać dla siebie
swoje dzieło. Mamy też nadzieję, że fakt
dołączenia do grona Konstruktorów AVT
będzie dla naszego Czytelnika miłą re−
kompensatą za poniesione trudy.
Zbiigniiew Raabe
Kompllett podzespołłów z płłyttką jjestt
dosttępny w siiecii handllowejj AVT jjako
„kiitt szkollny” AVT−2219..
Wykaz ellementtów
Kondensattorry
C1: 100nF
C2: 100µF/6,3
Półłprrzewodniikii
IC1: ICM7217
W1−W4: LED1 WK (np. SC52−11YWA)
Pozosttałłe
JP4: złącze szufladkowe 20 pinów (skrócić)
JP5: 15 goldpinów
E
LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/97
71
Konkurs
[ Pobierz całość w formacie PDF ]