CD40110為十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器/鎖存器/譯碼器/驅(qū)動(dòng)器,具有加減計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)器狀態(tài)鎖存,七段顯示譯碼輸出等功能。
CD40110引腳圖
CD40110邏輯圖及其功能
邏輯圖
CD40110能完成十進(jìn)制的加法、減法、進(jìn)位、借位等計(jì)數(shù)功能,并能直接驅(qū)動(dòng)小型七段LED數(shù)碼管,其邏輯功能見(jiàn)表1。
R(5腳)為清零端,R=1時(shí),計(jì)數(shù)器異步清零。
CP為時(shí)鐘端,CPu(9腳)為加法計(jì)數(shù)時(shí)鐘,CPD(7腳)為減法計(jì)數(shù)時(shí)鐘。
Qco(10腳)加計(jì)數(shù)進(jìn)位輸出,QBO(11腳)減計(jì)數(shù)借位輸出。
TB(4腳)為觸發(fā)器使能端,TE=0時(shí),計(jì)數(shù)器工作,TE=1時(shí),計(jì)數(shù)器處于禁止?fàn)顟B(tài),即不計(jì)數(shù)。
LE(6腳)為鎖存控制端,LE=1,顯示數(shù)據(jù)保持不變,但它的內(nèi)部計(jì)數(shù)器仍正常工作。
a,b,c,d,e,f,g(1,15,14,13,12,3,2腳)為信號(hào)輸出端,與七段顯示器連接。
CD40110應(yīng)用電路(一)
數(shù)顯式脈搏測(cè)試儀電路如圖1(b)所示:由壓電陶瓷片、四2輸入與非門CD4011、555定時(shí)器、CD40110、七段數(shù)碼管(MTS3101AR七段數(shù)碼管)組成。MTS3101AR七段數(shù)碼管為小型LED共陰極數(shù)碼管,CD40110與它配套使用可直接驅(qū)動(dòng)顯示。
工作原理:壓電陶瓷片HTD作為脈搏傳感器,將它貼在人身測(cè)試部位時(shí),便把人體的脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信 號(hào),由于該電信號(hào)很微弱,故由與非門IC1-1,R1,C1組成的線性放大器進(jìn)行放大,放大的信號(hào)再由與非 門IC1-2進(jìn)行整形,然后送人IC3,IC4 CD40110進(jìn)行計(jì)數(shù),IC3,IC4與數(shù)碼管共同組成兩位加法計(jì)數(shù)顯示 電路,IC3、IC4的TB(4腳)為低電平時(shí),允許計(jì)數(shù)脈沖輸人,當(dāng)TB為高電平時(shí),計(jì)數(shù)器被禁止,不能計(jì) 數(shù)。由IC2 555定時(shí)器、C2、R2成定時(shí)電路,其輸出端(3腳)與IC3,IC4的TE(4腳)相連接。平時(shí) ,IC2的輸出為高電平,使IC3,IC4計(jì)數(shù)禁止;當(dāng)按下S2時(shí),IC2的輸出變?yōu)榈碗娖剑珻2經(jīng)R2充電,定時(shí)開(kāi) 始。與此同時(shí),IC3,IC4允許開(kāi)始計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)入,60秒后,IC2的輸出又變?yōu)楦唠娖剑褂?jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù) ,此時(shí),數(shù)碼管顯示的計(jì)數(shù)結(jié)果即為一分鐘內(nèi)脈搏跳動(dòng)的次數(shù)。C4,R3組成清零電路,用來(lái)保證在電源接通瞬間,IC3,IC4自動(dòng)復(fù)位清零。
圖1 CD40110引腳圖和數(shù)顯式脈搏測(cè)試儀
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CD40110應(yīng)用電路(二)
具有加減功能的繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器
繞線機(jī)是電工行業(yè)常用的工具之一,傳統(tǒng)的繞線機(jī)多采用機(jī)械式計(jì)數(shù),由于機(jī)械傳動(dòng)的磨損等原因,難以保證其準(zhǔn)確度。采用光電式傳感器作為計(jì)數(shù)觸發(fā)器,由于它的非接觸性和高靈敏度,使繞線工作的準(zhǔn)確度大大提高。該計(jì)數(shù)器還具有加減功能,對(duì)繞線中的糾錯(cuò)更具有方便準(zhǔn)確的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),其電路結(jié)構(gòu)如圖所示。
CD40110應(yīng)用電路(三)
由NE556、CD40110組成的倒計(jì)時(shí)數(shù)顯定時(shí)器。
數(shù)字顯示式倒計(jì)數(shù)定時(shí)器能夠使人們隨時(shí)看到剩余定時(shí)時(shí)間的多少,這對(duì)某些應(yīng)用具有一定的實(shí)用價(jià)值。如圖為一位數(shù)的數(shù)字顯示式定時(shí)電路,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制作,而且時(shí)基單位可調(diào)(即既可以秒為時(shí)基單位,又可以分為時(shí)基單位)。該電路以NE555電路組成的多諧振蕩器作時(shí)基,雖然時(shí)間精度不十分高,但經(jīng)濟(jì)適用。電路組成如圖所示。全電路由可調(diào)式時(shí)基信號(hào)發(fā)生器、減計(jì)數(shù)與顯示器和輸出信號(hào)控制電路等組成。
CD40110應(yīng)用電路(四)
利用交流電源50Hz的輸出頻率通過(guò)分頻,可以取得各種不同頻率的時(shí)基脈沖。該電路選用lmin的時(shí)間長(zhǎng)度作為定時(shí)器的時(shí)基標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)、譯碼、最后用數(shù)碼管將時(shí)間顯示出來(lái)。電路采用逆計(jì)數(shù)定時(shí)方式,先將所需定時(shí)時(shí)間通過(guò)預(yù)置開(kāi)關(guān)進(jìn)行預(yù)置,然后通過(guò)減法計(jì)數(shù)使預(yù)置時(shí)間數(shù)逐步減少。當(dāng)預(yù)置時(shí)間被減為0時(shí),計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)并輸出控制信號(hào)使繼電器動(dòng)作。由于電路可以選擇預(yù)置定時(shí)開(kāi)或定時(shí)關(guān),所以使用十分方便,其電路組成如圖所示。
CD40110應(yīng)用電路(五)
在連續(xù)生產(chǎn)線上,使用本裝置可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)。電路原理如圖1,電路中IC1、IC2為反射式光電耦合器件,紅外發(fā)光二極管與光敏三極管成35度夾角封裝為一體,其交點(diǎn)在距光電耦合器5~8mm處。工作時(shí)紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外光,若被前方物件遮擋,則紅外光被反射回來(lái)并被光敏三極管所接收使其導(dǎo)通,若前方?jīng)]有物體,則光敏三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。IC3為CD4069六反相器。IC4為CD4013雙D觸發(fā)器,本電路只用到其中一個(gè)D觸發(fā)器。D觸發(fā)器的功能用一句話來(lái)概括就是在CP脈沖上升沿將數(shù)據(jù)輸入端D的狀態(tài)傳送到輸出端Q。復(fù)位端R加高電平則強(qiáng)制置零Q=0、反向Q=1,置位端S端為高電平時(shí)則置1,即Q=1、反向Q=0。其具休工作狀態(tài)及功能見(jiàn)表1所示。IC5~I(xiàn)C8為四塊CD40110,是集計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存及驅(qū)動(dòng)為一體的集成電路。CPU為加法輸入端,CPD為減法輸入端,當(dāng)輸入正脈沖時(shí)分別作加減法運(yùn)算。Q∞為進(jìn)位輸入端,在加法計(jì)算時(shí)每計(jì)滿10個(gè)數(shù)后,從Q∞端輸出一個(gè)進(jìn)位正脈沖。Qbo為借位輸出端,在減法計(jì)算時(shí),每計(jì)滿10個(gè)數(shù)后,從QBO端輸出一個(gè)借位正脈沖。LE為鎖存控制端。CT為觸發(fā)器控制端,當(dāng)CT=1時(shí)計(jì)數(shù)計(jì)處于禁止?fàn)顟B(tài)。R為清零端。a~g分別接至七段數(shù)碼管a-g腳。本裝置所用集成電路管腳排列見(jiàn)圖(3)。
工作原理:
在靜止?fàn)顟B(tài)下,IC1、IC2均輸出低電位。則D=0。R:1,CD4013強(qiáng)制置零Q=0,為整個(gè)電路觸發(fā)作好準(zhǔn)備,同時(shí)利用C2、R1組成的微分電路清零,使CD40110輸出為零。計(jì)數(shù)開(kāi)始,當(dāng)物體從左至右(如圖2所示)運(yùn)動(dòng)時(shí),先IC1觸發(fā)導(dǎo)通,則D=1、R=0,當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)至IC2處時(shí)IC2導(dǎo)通向CP端送入一上升脈沖,Q端輸出高電位,CD40110計(jì)數(shù)加1物體繼續(xù)移動(dòng),退出IC1工作區(qū),則D=0、R=1則Q=0,電路復(fù)位為下一次觸發(fā)作準(zhǔn)備。
如果第一個(gè)產(chǎn)品尚未退出IC2工作范圍,第二個(gè)產(chǎn)品已進(jìn)入IC1工作范圍,也沒(méi)有關(guān)系,因無(wú)觸發(fā)脈沖CP,故CD4013并不輸出信號(hào)。只有當(dāng)CP端再接受一個(gè)上升脈沖時(shí),Q端才能輸出一次高電位,計(jì)數(shù)器才能加1。如果物體反方向運(yùn)動(dòng),先IC2導(dǎo)通再IC1導(dǎo)通,則IC2導(dǎo)通時(shí)D=0、R=1則Q=0。而IC1導(dǎo)通時(shí)則因無(wú)觸發(fā)脈沖。CD4013不觸發(fā),只要適當(dāng)調(diào)整IC1和IC2之間距離,使之正好比一個(gè)產(chǎn)品的長(zhǎng)度略小即可。根據(jù)圖2分析,物體只有從左至右方向運(yùn)動(dòng),且IC1、IC2都輸出高電位的那一個(gè)階段,CD4013才能輸出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖。這樣就能有效地防止誤動(dòng)作,如人手擋住IC1、IC2等情況。計(jì)數(shù)脈沖從CD40110的CPU加法輸入端輸入。進(jìn)位端Q∞與十位數(shù)上的CPU連結(jié)。開(kāi)關(guān)K1為清零按鈕,接至CD40110的R端。K2為加1按鈕,K3為減1按鈕,接至個(gè)位數(shù)上CD40110的CPU和CPD端。借位端Qbo與前位減法輸入端CPD相連。
本裝置共可計(jì)數(shù)9999個(gè)基本能滿足要求,如確有需要?jiǎng)t可再加一塊CD40110和LED顯示屏,接法與其它幾塊相同。IC1,IC2安裝位置及要求電路中各點(diǎn)波形及邏輯關(guān)系如圖(2)所示。本裝置使用12V安全電壓,故適用各種危險(xiǎn)場(chǎng)合。一些特殊場(chǎng)合如需用大屏幕顯示,只需將CD40110的a~g輸出腳接放大三極管(如9013)基極,再將大的LED屏正端接電源正端,負(fù)端接C腳,三極管負(fù)端接電源負(fù)端。