К176ИЕ12 — микросхема счётчика-делителя для использования в электронных часах. В ее состав входит генератор, рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором на частоту 32 768 Гц, и два делителя частоты с коэффициентами деления 216=32768 и 60. | Основные парметры К176ИЕ12 (при Uпит=9В)
| При подключении к микросхеме К176ИЕ12 внешнего кварцевого резонатора 32768Гц, она выдает импульсы различной частоты: 32768, 1024, 128, 2, 1 и 1/60Гц. Импульсы с частотой 128Гц формируются на выходах микросхемы Т1 – Т4 и сдвинуты между собой на четверть периода. Эти импульсы предназначены для коммутации разрядов индикатора в часах. Импульсы с частотой 1/60Гц подаются на счетчик минут, импульсы с частотой 1Гц могут использоваться для подачи на счетчик секунд и для зажигания разделительной точки. Частота 1024Гц предназначена для звукового сигнала будильника. Для установки показаний часов могут использоваться импульсы с частотой 2Гц. Сброс первому и второму счетчикам можно дать положительным импульсом по входам R. |
tec.org.ru
| Здесь мы рассмотрим типовые узлы и принципиальную схему электронных часов. Основой электронных часов служит отечественная микросхема К176ИЕ12 в состав которой входят: Генератор с внешним кварцевым резонатором на частоту 32768 Герц 2 делителя частоты: СТ2 на 32768 и СТ60 на 60. При подключении к микросхеме кварцевого резонатора на частоту 32768 Герц микросхема выдает импульсы с частотой 128 герц (выходы Т1-Т4 микросхемы) со скважностью 4 сдвинутые между собой на четверть периода необходимы для коммутации знакомест индикатора часов при динамической индикации. Импульсы с частотой 1/60 Герц подаются на счетчик минут. Импульсы с частотой 1 Герц подаются на счетчик секунд в качестве разделителя (двух мигающих точек) между индикаторами часов и минут. Импульсы 2 Герц необходимы для установки показаний часов. Импульсы с частотой 32768 Герц — не используются в схеме часов, эти импульсы контрольные, от стабильности и точности этой частоты зависит погрешность показаний часов. Фазовые отношения колебаний различных частот можно посмотреть на рисунке импульсы с частотами — 32768, 1024, 128, 2, 1, 1/60 Герц. Настройка — С2 служит для точной подстройки частоты, С3 для грубой, а С4 может быть исключен из схемы. Далее в схеме часов следует микросхема К176ИЕ13 которая содержит: При подаче питания ма микросхемы с счетчика часов и минут и в регистр памяти автоматически записываются нули. Для установки времени необходимо нажать SB1 и показания счетчика будут меняться с частотой 2 Герц от 00 до 59 с и далее снова 00, в момент перехода от 59 к 00 показания часов увеличатся на единицу. Показания счетчиков часов то же можно изменить нажав SB2, так же как и с минутами показания будут меняться с частотой 2 Герц, но уже от 00 до 23 и снова 00. При нажатии SB3 появится показания будильника, что бы изменить эти показания необходимо одновременно нажать SB1SB3 для минут и SB2SB3 для часов. Ну и последняя кнопка SB4 она необходима для запуска часов после коррекции (момент нажатия кнопки SB4 обнуляет секунды). Будильник Когда показания часов и время будильника не совпадают, то на выходе HS будет лог. 0. Но как только показания совпадут (совпадать они будут только в течении одной минуты) то на выходе HS появится импульсы положительной полярности с частой 128 Герц и длительностью 488 мкс (скважность 16). При подаче этих сигналов через любой эмиттерный повторитель на любой излучатель вызовет звуковой сигнал напоминающий звук обычного механического будильника.Последняя часть схемы часов, это схема согласования выходов микросхем К176ИЕ12 и К176ИЕ13 с индикаторами. В данной схеме задействованы все необязательные выходы: K для гашения индикации часов при коррекции времени, HS — для будильника, S — секундный разделитель. В ней используются семи сегментные индикаторы с общим анодом. VT12-VT18 и VT6, VT7, VT9, VT10 катодные и анодные ключи выполненные по схеме эмиттерных повторителей. R4-R10 определяют импульсный ток через сегменты индикаторов. Схема рассчитана для индикаторов АЛ305А, АЛС321Б, АЛС324Б и им подобных. Все детали в схеме отечественные и при наличии аналогов могут быть заменены. |
К176ИЕ12
Микросхема К176ИЕ12 представляет собой двоичный счетчик на 60 и 15-разрядный делитель частоты.
Микросхема К176ИЕ12 содержит два двоичных счетчика-делителя и генераторную часть. Счётчик К176ИЕ12 специализирован для работы в электронных часах с динамической индикацией. Генератор стабилизируется кварцевым резонатором 32768 Гц, который вместе с сопутствующими деталями замыкает цепь обратной связи внутреннего генератора (выводы А и А) . Для контроля работы генератора есть вывод К(14). Секундные метки дает делитель на 216 на своем выходе S1 (вывод 4). На выходе S2 (вывод 6) счётчика К176ИЕ12 — частота сигнала 2Гц. Делитель вырабатывает сигнал F=1024Гц. Это звук для будильника (вывод 11).На выходах T1…Т4 следуют импульсы с частотой 128 Гц, взаимно сдвинутые, как показано на диаграмме. Эти импульсы поочередно зажигают четыре индикатора минут и часов скважность их свечения 1:4 позволяет экономить мощность потребления.
Двоичный счетчик на 60 и 15-разрядный делитель частоты. 50 нс (типовое), мощность потребления 0,4 мкВт/вентиль, 3-15 В
При подключении к микросхеме К176ИЕ12 внешнего кварцевого резонатора 32768Гц, она выдает импульсы различной частоты: 32768, 1024, 128, 2, 1 и 1/60Гц.
Импульсы с частотой 128Гц формируются на выходах микросхемы Т1 – Т4 и сдвинуты между собой на четверть периода. Эти импульсы предназначены для коммутации разрядов индикатора в часах. Импульсы с частотой 1/60Гц подаются на счетчик минут, импульсы с частотой 1Гц могут использоваться для подачи на счетчик секунд и для зажигания разделительной точки. Частота 1024Гц предназначена для звукового сигнала будильника. Для установки показаний часов могут использоваться импульсы с частотой 2Гц.
Сброс первому и второму счетчикам можно дать положительным импульсом по входам R.
Основные парметры К176ИЕ12
(при Uпит=9В)
| Напряжение питания номинальное | 9В±5% |
| Напряжение питания допустимое | +3..15В |
| Ток потребления статический | <25мкА |
| Ток потребления динамический | <0,3мА |
| Выходное напряжение «0» | <0,3В |
| Выходное напряжение «1» | >8,2В |
| Входной ток «0/1» | <0,3мкА |
| Входная ёмкость | <10пФ |
| Предельная тактовая частота | 1,2МГц |
| Коэффициент разветвления выхода | 50 |
| Максимальный выходной ток по выходам Т1-Т4 | 2мА |
| Температурный диапазон | -45…+85°С |
| Корпус | DIP-16 |
Предельно допустимые режимы эксплуатации:
Напряжение питания предельное . 3…15 В
Напряжение на входах . -0,2…(Uп 0,2) В
Температура окружающей среды -45…85°С
Назначение выводов микросхемы К176ИЕ12
| 1 | T4 | выход мультиплексора 28 |
| 2 | T2 | выход мультиплексора 28 |
| 3 | T1 | выход мультиплексора 28 |
| 4 | S1 | выход делителя 215 |
| 5 | R1 | вход установка «0» делителя |
| 6 | S2 | выход делителя 214 |
| 7 | C2 | вход счётчика |
| 8 | GND | Общий |
shoping.kuranof.com
Микросхемы.
Микросхемы ТТЛ (74…).
На рисунке показана схема самого распространенного логического элемента — основы микросхем серии К155 и ее зарубежного аналога — серии 74. Эти серии принято называть стандартными (СТТЛ). Логический элемент микросхем серии К155 имеет среднее быстродействие tзд,р,ср.= 13 нс. и среднее значение тока потребления Iпот = 1,5…2 мА. Таким образом, энергия, затрачиваемая этим элементом на перенос одного бита информации, примерно 100 пДж.
Для обеспечения выходного напряжения высокого уровня U1вых. 2,5 В в схему на рисунке потребовалось добавить диод сдвига уровня VD4, падение напряжения на котором равно 0,7 В. Таким способом была реализована совместимость различных серий ТТЛ по логическим уровням. Микросхемы на основе инвертора, показанного на рисунке (серии К155, К555, К1533, К1531, К134, К131, К531), имеют очень большую номенклатуру и широко применяются.
| ТТЛ серия | Параметр | Нагрузка | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Российские | Зарубежные | Pпот. мВт. | tзд.р. нс | Эпот. пДж. | Cн. пФ. | Rн. кОм. |
| К155 КМ155 | 74 | 10 | 9 | 90 | 15 | 0,4 |
| К134 | 74L | 1 | 33 | 33 | 50 | 4 |
| К131 | 74H | 22 | 6 | 132 | 25 | 0,28 |
| К555 | 74LS | 2 | 9,5 | 19 | 15 | 2 |
| К531 | 74S | 19 | 3 | 57 | 15 | 0,28 |
| К1533 | 74ALS | 1,2 | 4 | 4,8 | 15 | 2 |
| К1531 | 74F | 4 | 3 | 12 | 15 | 0,28 |
Динамические параметры микросхем ТТЛ серииПри совместном использовании микросхем ТТЛ высокоскоростных, стандартных и микромощных следует учитывать, что микросхемы серии К531 дают увеличенный уровень помех по шинам питания из-за больших по силе и коротких по времени импульсов сквозного тока короткого замыкания выходных транзисторов логических элементов. При совместном применении микросхем серий К155 и К555 помехи невелики.
| Нагружаемый выход |
Число входов-нагрузок из серий | ||
|---|---|---|---|
| К555 (74LS) | К155 (74) | К531 (74S) | |
| К155, КM155, (74) | 40 | 10 | 8 |
| К155, КM155, (74), буферная | 60 | 30 | 24 |
| К555 (74LS) | 20 | 5 | 4 |
| К555 (74LS), буферная | 60 | 15 | 12 |
| К531 (74S) | 50 | 12 | 10 |
| К531 (74S), буферная | 150 | 37 | 30 |
Выходы однокристальных, т. е. расположенных в одном корпусе, логических элементов ТТЛ, можно соединять вместе. При этом надо учитывать, что импульсная помеха от сквозного тока по проводу питания пропорционально возрастет. Реально на печатной плате остаются неиспользованные входы и даже микросхемы (часто их специально «закладывают про запас») Такие входы логического элемента можно соединять вместе, при этом ток Ioвх. не увеличивается. Как правило, микросхемы ТТЛ с логическими функциями И, ИЛИ потребляют от источников питании меньшие токи, если на всех входах присутствуют напряжения низкого уровня. Из-за этого входы таких неиспользуемых элементов ТТЛ следует заземлять.
| Параметр | Условия измерения | К155 | К555 | К531 | К1531 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Макс. | ||
| U1вх, В схема |
U1вх или U0вх Присутствуют на всех входах | 2 | 2 | 2 | 2 | |||||||
| U0вх, В схема |
0,8 | 0,8 | 0,8 | |||||||||
| U0вых, В схема | Uи.п.= 4,5 В | 0,4 | 0,35 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||||
| I0вых= 16 мА | I0вых= 8 мА | I0вых= 20 мА | ||||||||||
| U1вых, В схема |
Uи.п.= 4,5 В | 2,4 | 3,5 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | 3,4 | 2,7 | ||||
| I1вых= -0,8 мА | I1вых= -0,4 мА | I1вых= -1 мА | ||||||||||
| I1вых, мкА с ОК схема | U1и.п.= 4,5 В, U1вых=5,5 В | 250 | 100 | 250 | ||||||||
| I1вых, мкА Состояние Z схема |
U1и.п.= 5,5 В, U1вых= 2,4 В на входе разрешения Е1 Uвх= 2 В | 40 | 20 | 50 | ||||||||
| I0вых, мкА Состояние Z схема |
U1и.п.= 5,5 В, Uвых= 0,4 В, Uвх= 2 В | -40 | -20 | -50 | ||||||||
| I1вх, мкА схема | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 2,7 В | 40 | 20 | 50 | 20 | |||||||
| I1вх, max, мА | U1и.п.= 5,5 В, U1вх= 10 В | 1 | 0,1 | 1 | 0,1 | |||||||
| I0вх, мА схема |
U1и.п.= 5,5 В, U0вх= 0,4 В | -1,6 | -0,4 | -2,0 | -0,6 | |||||||
| Iк.з., мА | U1и.п.= 5,5 В, U0вых= 0 В | -18 | -55 | -100 | -100 | -60 | -150 | |||||
www.microshemca.ru
Нестандартное использование микросхем серии К176
В статье рассматриваются генераторы стабильной частоты с использованием пьезокерамических резонаторов и различных ИМС серии К176.
Разработка и построение генераторов в радиолюбительской практике чаще всего сводится к выбору цифровой микросхемы, конфигурации ее выводов по одной из распространенных схем и расчету постоянной времени RС-цепочки для выбранной частоты. Однако, в этом случае, характеристики конденсаторов сильно влияют на параметры, поэтому если необходимо получить стабильную частоту генерации, то лучше использовать генераторы не на основе RС-цепочек, а на основе кварцевых резонаторов.
Из-за ограниченной номенклатуры резонаторов не всегда возможно подобрать кварц с нужными характеристиками, поэтому берут кварц с частотой основного резонанса от 2 до 20 раз больше необходимой, а затем с помощью счетчиков-делителей получают на выходе нужную частоту. В этом случае схема получается довольно громоздкой, что не всегда желательно. Лучше, конечно же, использовать микросхемы со встроенными делителями частоты, как, например, К176ИЕ12.
Использование ИМС К176ИЕ12
Интегральная микросхема К176ИЕ12 (рис.1) специально разработана для использования в электронных часах. В ее состав входит генератор, рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором с частотой 32,768 кГц и два делителя частоты с коэффициентами деления 215 =32768 и 60.
Предлагается получить на выходе данной микросхемы нестандартные значения частот, подключив вместо часового кварца с резонансной частотой 32,768 кГц использовать пьезокерамический резонатор ZQ1, например, на частоту 455 кГц.
Такие резонаторы являются наиболее массовыми, так как они использовались в шедеврах китайской «ШирПотребИндустрии» — карманных радиоприемниках, которые некоторое время назад буквально наводнили вещевые рынки стран СНГ.
При подключении керамического резонатора по схеме на рис.1 микросхема выдает набор сигналов различной частоты. Импульсы с частотой следования 1778 Гц и скважностью 4 формируются на выходах Т1-Т4: они сдвинуты между собой на четверть периода. С выхода М можно получить импульсы с частотой следования 0,23 Гц. Сигналы частотой 14 и 28 Гц можно получить на выходах S1 и S2 соответственно. Сигнал с выхода F равен 14219 Гц. Выход К (455 кГц) — контрольный.
Использование ИМС К176ИЕ5
Еще одна микросхема, которую можно использовать таким же нестандартным способом, — К176ИЕ5 (рис.2). Эта ИМС также разрабатывалась, как генератор импульсов, рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором с частотой 32,768 кГц. В её состав входят также два делителя частоты, 9-разрядный и 6-разрядный, образующих вместе 15-разрядный двоичный делитель частоты задающего генератора.Пьезокерамический резонатор ZQ2 вместе с транзистором VT2 и времязадающими элементами генератора подключают к выводам 9 (вход Z) и 10 (выход Z). Сигнал генератора частотой 455 кГц, который можно контролировать на выходах К и К, поступает на вход 9-разрядного делителя частоты. На выходе 9 (вывод 1) формируются импульсы частотой следования 888 Гц. Этот сигнал генератора может быть подан на вход 10 (вывод 2) второго делителя — 6-разрядного. Для этого надо лишь соединить выводы 1 и 2. Тогда с выхода 14 (вывод 4) пятого разряда этого делителя можно будет снимать сигнал частотой 28 Гц, а с выхода 15(вывод 5) шестого разряда — частотой 14 Гц.
Вход К (вывод 3) микросхемы служит для установки исходной фазы колебаний, формируемых на ее выходах. При подаче на него напряжения высокого уровня на выходах 9, 10 и 15 возникает напряжение низкого уровня. После снятия установочного уровня, на этих выходах появляются соответствующие сигналы.
Конденсаторы С1 и С2 служат для точной установки частоты кварцевого генератора. Приуменьшении их емкости частота генерации возрастает, и наоборот. Для резонатора на 455 кГц частоту можно изменять от 425 до 485 кГц, т.е. на ±6,6%. Естественно, частота выходных сигналов будет изменяться в таких же пределах.
Транзисторы VT1 и VT2 с коэффициентами передачи тока базы не менее 50 служат для облегчения запуска генератора с использованием керамического резонатора. R2, R4 — 100 кОм…1 МОм.
Используя кварцевые и пьезокерамические резонаторы иных номиналов можно получить и другие значения частот на выходе, однако нужно помнить, что граничная рабочая частота данных микросхем составляет 1 МГц.
Использование ИМС К176ИЕ18
Что касается К176ИЕ18, то она во многом напоминает свою предшественницу К176ИЕ12, но ее выходы Т1-Т4 выполнены с открытым стоком. Скважность импульсов на этих выходах равна 32/7 (у К176ИЕ12 скважность 4/1), кроме того, ее можно регулировать. При использовании ZQ с частотой 455 кГц на выводе 7 можно получить сигнал частотой 28438,5 Гц со скважностью 2/1.
Более подробно с особенностями работы этих микросхем можно ознакомиться в [1].
Литература
- Алексеев С. Применение микросхем серии К176 // Радио. — 1984. — №4-6.
Автор: Геннадий Котов, г. Антрацит
Источник: Радиоаматор №2, 2015
Возможно, вам это будет интересно:
meandr.org
Корпус: DIP-16
| Микросхема К176ИЕ18 представляет собой специализированный двоичный счётчик с генератором и мультиплексором. Микросхема К176ИЕ18 была разработана специально для работы в схемах электронных часов, но находит применение и в других устройствах. К176ИЕ18 является усовершенствованным вариантом микросхемы К176ИЕ12 (об отличиях сказано ниже). | В состав микросхемы К176ИЕ18 входит генератор (выводы 12 и 13), рассчитанный на работу с внешним кварцевым резонатором частотой 32 768 Гц, и два делителя частоты с коэффициентами деления 215=32768 и 60. Сопротивление резистора R1 может находиться в пределах 10-33 МОм. Конденсатор С3 служит для точной подстройки частоты. На выходах Т1-Т4 DD1 формируются импульсы с частотой 128 Гц и скважностью около 4, сдвинутые между собой на четверть периода. Они необходимы для коммутации разрядов индикатора в часах при динамической индикации. Сигнал с частотой 1 Гц с вывода 4 микросхемы можно использовать для зажигания разделительной точки. ИС К176ИЕ18 имеет специальный формирователь звукового сигнала. При подаче на вход HS импульса положительной полярности с одноименного выхода микросхемы К176ИЕ13 на выводе 7 К176ИЕ18 появляются пачки отрицательных импульсов с частотой заполнения 2048 Гц и скважностью 2. Длительность пачек — 0,5 с, период заполнения — 1 с. Выход звукового сигнала (вывод 7) выполнен с «открытым» стоком и позволяет подключать излучатели сопротивлением более 50 Ом без эмиттериых повторителей. |
Интегральная микросхема К176ИЕ18 во многом напоминает К176ИЕ12. Ее основное отличие состоит в том, что выходы T1—T4 выполнены с «открытым» стоком, что позволяет подключать к ним сетки вакуумных люминесцентных индикаторов без согласующих ключей. Для надежного закрывания индикаторов по сеткам скважность импульсов на выходах T1—T4 микросхемы К176ИЕ18 равна 32/7 (вместо четырех в К176ИЕ12). Следует помнить, что вакуумные люминесцентные индикаторы зеленого свечения в темноте кажутся значительно более яркими, чем при свете, поэтому желательно предусмотреть изменение яркости их свечения. Для этой цели в микросхеме К176ИЕ18 предусмотрен вход Q. Подав уровень 1 на этот вход, можно в 3,5 раза увеличить скважность импульсов на выходах T1—T4 и во столько же раз уменьшить яркость свечения индикаторов. |
Назначение выводов К176ИЕ18:
Основные параметры К176ИЕ18:
|
tec.org.ru
