الإلكترونيات الرقمية وتطبيقاتها العملية – العداد 4510 ومفسر الشفرة 4511

[F.Abdelaziz]

الإلكترونيات الرقمية وتطبيقاتها العملية – العداد 4510 ومفسر الشفرة 4511
الدائرة المتكاملة 4510:
العداد التصاعدى التنازلى up/down counter القابل للتحديد المسبق
أطراف التوصيل :

الدائرة المتكاملة 4510 هى عداد BCD ( ثنائى مكود عشرى) , مع أربع مخارج قادرة على العد التصاعدى أو التنازلى , تتبع النموذج BCD , تبعا للحالات المنطقية للمخارج المختلفة , عن توصيل مصدر لنبضات إلى الدخل CLOCK .

ما هو العداد BCD ؟
الاختصار BCD يعنى "ثنائى مكود عشرى" Binary Coded Decimal . العداد BCD له أربع مخارج عادة تسمى A,B,C,D . أصطلح على أن يكون A هى البت الأدنى قيمة LSB . أسهل طريقة لفهم ما يقوم به العداد BCD هو تتبع تساسل العد بجدول الحقيقة التالى:

عندما يتم تطبيق نبضات إلى الدخل CLOCK ( مع جعل جميع التوصيلات الأخرى فى نظام العمل الأساسى) , فإن العداد 4510 يتبع التسلسل بداية من 0000 وحتى 1001 , أى الثنائى المكافىء للعدد العشرى 9 . النبضة التالية تجعل العداد 4510 "يعود" RESET ويبدأ العد مرة أخرى من 0000 .
بمعنى آخر , مخارج العداد تتبع التسلسل الثنائى الذى يمثل الأعداد العشرية من 0 إلى 9 , لهذا السبب سميت الدائرة المتكاملة "العداد الثنائى المكود عشرى" BCD Counter.

العمل الأساسى :
لكى يعمل العداد 4510 , تحتاج للعديد من التوصيلات . كل دخل للدوائر المتكاملة من نوع CMOS يجب أن يتم توصيله بشىء ما . دخل الساعة , على سبيل المثال , سوف يتم توصيله بخرج مصدر نبضات مثل المذبذب. سوف تحتاج أيضا لتوصيل جميع مداخل التحميل , ومدخل الحمل , ومدخل التمكين , ومدخل العد التصاعدى / التنازلى .
الشكل التالى يبين دائرة اختبار بسيطة :

[/url

من المفيد عمليا مع دوائر CMOS إدراج مكثف منع ارتباط بقيمة 47 F أو 100 F عبر مصدر القدرة , هذا المكثف يساعد على منع انتقال الإشارات من خلال خطوط مصدر القدرة .
فى الدائرة , الدائرة المتكاملة 4093 , بوابة NOR ببادىء شميت , توفر أحد الطرق السهلة لعمل مذبذب . عند بناء هذا الجزء من الدائرة , فإن الليد الذى يلى الدائرة المتكاملة 4093 يجب ن يومض بتردد 1Hz تقريبا.
عند بناء الدائرة تحقق من توصيلات الدائرة المتكاملة تبعا للجدول التالى

الجزء النهائى من الدائرة يسمح لك برؤية الحالات المنطقية لمخارج العداد . عند بناء الدائرة بشكل صحيح فإن الليدات سوف تضىء تبعا لجدول الحقيقة للعد BCD بإعلاه .

ما الذى يحدث عندما تضغط على المفتاح RESET ؟
وما الذى يحدث عندما توصل الدخل UP/DOWN بالحالة المنخفضة low بدلا من الحالة المرتفعة high ؟

[F.Abdelaziz]

الدائرة المتكاملة 4511 مفسر شفرة ومشغل وحدة السفن سيجمنت :
أطراف التوصيل :

الدائرة المتكاملة 4511 هى مفسر شفرة decoder من BCD إلى سفن سيجمنت ومشغل driver . وظيفتها تحويل الحالات المنطقية عند المداخل BCD ( الثنائى المكود عشرى) إلى إشارات والتى سوف تقةم بقيادة وحدة العرض السفن سيجمنت , والتى تعرض الأرقام العشرية من 0 إلى 9 .
جدول الحقيقة :
الشرائح المفردة التى تصنع وحدة العرض السفن سيحمنت يتم تعريفعا بحروف كما فى الشكل التالى :

يوجد نوعان من وحدات العرض السفن سيجمنت . نوع الكاثود المشترك , وفيه يتم توصيل جميع كاثودات شرائح الليدات معا ويتم إضاءة الشرائج المنفردة عن طريق الجهود المرتفعة high إلى الأنودات . ونوع الأنود المشترك , وفيه يتم توصيل جميع أنودات شرائح الليدات معا ويتم إضاءة الشرائح المنفردة عن طريق توصيل الجهود المنخفضة low إلى الكاثودات .
الدائرة المتكاملة 4511 مصممة لقيادة وحدة العرض نوع المهبط المشترك ولا تعمل مع وحدة العرض نوع الأنود المشترك . يجب عليك التحقق من استخدام النوع الصحيح .
عندما يتم تهيئة الدائرة المتكاملة بالشكل الصحيح فإن المخارج تتبع جدول الحقيقة التالى :

يوجد سؤال حول شكل الرقم 6 والرقم 9 , هل لهما ذيل tail أم لا ؟ . الدائرة المتكاملة تنتج عرض "بدون ذيل". إذا تم توصيل قيم ثنائية أكبر من 1001 إلى مداخل الدائرة المتكاملة فإن جميع المخارج تكون أصفار 0's ويتم مسح blank وحدة العرض .

العمل الأساسى :
فى العمل العادى , يتم توصيل مدخل lamp test ومدخل ripple blanking بالجهد المرتفع high , ويتم توصيل مدخل enable (store) بالجهد المنخفض low . الشكل التالى يبين الدائرة الكهربية للعداد 4511 مع سفن سيجمنت نوع الكاثود المشترك متصلة بمخارج العداد 4510(BCD) :

الأطراف الأخرى :
عندما نجعل دخل lamp test (الطرف 3 ) فى الحالة المنخفضة low , فإن جميع مخارج الشرائح تصبح مرتفعة high بغض النظر عن أحوال جميع المداخل الأخرى .
عندما يكون دخل lamp test مرتفعا high , وإذا جعلنا الدخل ripple blanking (الطرف 4 ) فى الحالة المنخفضة low , فإن جميع مخارج الشرائح تجبر على الحالة المنخفضة low . هذا الدخل يمكن أن يستخدم فى مسح الأصفار الغير مهمة فى وحدات العرض متعددة الأرقام .
الدخل enable / store يتحكم فى عمل ماسك 4-bit latch بداخل الدائرة المتكاملة 4511 . عندما يكون الدخل enable فى الحالة المنخفضة low , فإن مخارج الماسك تتبع الحالات المنطقية لمداخل BCD وتبعا لذلك تتغير مخارج السفن سيجمنت . عنما نجعل المدخل enable فى الحالة المرتفعة high , فإن الحالات المنطقية الموجودة على مداخل BCD يتم حفظها , وتظل مخارج السفن سيجمنت بدون تغيير حتى نجعل المدخل enable فى الحالة المنخفضة low مرة أخرى . هذا العمل يسمح بتحديث العرض على فترات .

[F.Abdelaziz]

التطبيقات :
مقدمة :
الدائرة المتكاملة 4510 هى "عداد تصاعدى / تنازلى 4 بت ثنائى مكود عشرى 4-bit (BCD) متزامن قابل للتحديد المسبق " وهذا يعنى أن جميع المخارج تتغير فى نفس الوقت . ثنائى مكود عشرى تعنى أنه يمكن أن يعد من 0 إلى 9 . قابل للضبط يعنى أنه عندما يكون دخل تمكين التحديد المسبق PRESET ENABLE (الطرف 1 ) فى الحالة المنطقية المرتفعة high , عندئذ فإن القيمة التى تم تطبيقها على مداخل التحديد المسبق P1,P1,P3,P4 ( الأطراف 4,12,13,3 ) , سوف يتم نسخها على الفور إلى المخارج وتبقى حتى يتحول دخل تمكين التحميل إلى الحالة المنطقية المنخفضة . هذا العملية تمكن العداد للبداية من أى قيمة , على سبيل المثال العد من الواحد 1 بدلا من الصفر 0 . كما يمكن أن يعد تنازليا من قيمة محددة مسبقا إلى الصفر ويستخدم مخرج الحمل CARRY OUT كإشارة بأنه قد تم الوصول إلى الصفر . لاحظ أن ذلك يحدث فقط إذا كان دخل الإعادة RESET عند الحالة المنطقية المنخفضة low .

التطبيق الأساسى :
عداد برقم (خانة) واحد :

العداد الأساسى برقم واحد يعد من 0 إلى 9 ثم يتم الإعادة reset . يتم توصيل المخارج BCD إلى مفسر الشفرة من BCD إلى سفن سيحمنت (4511) , والذى سوف يحول شفرة BCD إلى الخرج المناظر لتشغيل السفن سيجمنت .
زهر الطاولة (النرد) :

هذا العداد تم تهيئته للعد التنازلى (U/D input = 0) , ويستخدم مخرج الحمل CARRYOUT للتحديد المسبق للعداد بالقيمة "6" (0110) . عندما يصل العداد إلى الصفر , يصبح خرج الحمل منخفض low , يتم عكس هذه الحالة عن طريق البوابة NOT وترسل الحالة المرتفعة high إلى دخل التحميل . مداخل التحديد المسبق سوف يتم الآن أرسالها المسبق إلى المخارج . نتيحة لذلك فإن خرج الحمل يعود فورا إلى الحال المرتفعة ليسمح للعداد بالعد من "6" إلى "5" عند نبضة الساعة التالية .
مؤقت 9 ثانية بعداد تنازلى :
هذه الدائرة توفر مؤقت مرئى تأخير زمنى 9 ثانية باستخدام سفن سيجمنت .

عندما غلق المفتاح , يتم التحديد المسبق للعداد التنازلى CD4510 على العدد "9" و عدم تمكين المؤقت 555 مع حفظ خرجه مرتفعا high .
عند فتح المفتاح , يولد المؤقت إشارة ساعة بحوالى واحد ثانية , فيتناقص العداد حتى يصل إلى الصفر . عند الوصول إلى الصفر , يصبح خرج الحمل (الطرف 7 ) منخفضا low فيؤدى إلى تفعيل الريلاى وإيقاف الساعة بنبضة منخفضة low على طرف الإعادة reset (الطرف 4 ) . يظل الريلاى فى حالة تفعيل حتى يتم غلق المفتاح مرة أخرى , لإعادة العداد إلى العدد "9" المحدد مسبقا . يمكن ضبط إشارة الساعة (واحد ثانية) من المؤقت 555 , لكى تكون أطول أو أقصر قليلا عن طريق زيادة أو نقصان قيمة المقاومة على الطرف 3 للمؤقت .

[emad1]

الموضوع اكثر من رائع شكرا لك استاذ فتح الله .

[F.Abdelaziz]

المشاركة الأصلية كتبت بواسطة emad1

الموضوع اكثر من رائع شكرا لك استاذ فتح الله .

أخى الكريم

شكرا جزيلا لك

بارك الله فيك

مع تمنياتى بدوام التوفيق

[plus one]

thanksssssssss