شمارنده سه رقمی با 7segment

در این مدار با یک شمانده سه رقمی با استفاده از کلید آشنا می شوید.در این مدار شما هر با که کلید
Push-Bottomرا فشار دهید.یک شماره به 7segmentها اضافه خواهد شد.تا اینکه رقم 999 ایجاد شود.
پس از آن اگر کلید را فشار دهید.هر سه 7segment عدد صفر را نشان خواهند داد.دکمه Reset نیز در این مدار وجود دارد.که با فشار دادن آن هر مرتبه در هر جای شمارش که باشید هر سه 7segment عدد صفر را نشان خواهند داد.

قطعات مورد نیاز 

1. 1 عدد آیسی 4511
2. 1 عدد آیسی 4553
3. 1عدد آیسی 4093
4. 3 عدد 7segment کاتد مشترک
5. 2 عدد مقاومت 1 مگا اهم
6. 7 عدد مقاومت 220 اهم
7. 3 عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم
8. 1 عدد مقاومت 100 کیلو اهم
9. 1 عدد خازن 1 نانو فاراد
10. 3 عدد ترانزیستور BC 557
11. 2 عدد کلید push-bottom
12. 2 عدد خازن 10 نانو فاراد
13. 2 عدد مقاومت 470 کیلو اهم
14. برد بورد
15. سیم تلفنی

نقشه مدار

شرح نقشه 

نحوه اتصال 7segment به مدار

پایه های 9 تا 15 آیسی 4511 خروجی های a,b,c,d,e,f,g به 7segment است.هر کدام از این پایه ها با مقاومتهای 330 اهم به 7segment اتصال دارند.پایه های a,b,c,d,e,f,g 7segment در کنار آن در نقشه مشخص شده اند.هر کدام از پایه های یکسان را در سه 7segment به هم متصل کنید.به طور مثال پایه های a هر 7segment را به هم متصل کنید این کار را برای تمامی پایه های هر 7segmen انجام دهید.

پایه وسطی هر 7segment پایه مشترک آن است.همانطور که در نقشه می بینید.در کنار این پایه عبارتی نوشته نشده است.تا این پایه تحریک نشود.7segment روشن نخواهد شد.تحریک این پایه می تواند با ولتاژ‌ صفر یا پنج ولت انجام شود.اگر تحریک آن با ولتاژ صفر باشد.از نوع کاتد مشترک است.و اگر با ولتاژ مثبت 5 ولت باشد از نوع آند مشترک است.در این مدار از نوع کاتد مشترک استفاده کنید.تحریک این پایه توسط 3 عدد ترانزیستور BC557 انجام می گیرد.این ترانزیستور از نوع pnp است،کلکتور آنرا به منفی منبع تغذیه وصل کنید.امیتر آنها را نیز به مشترک سه 7segment وصل کنید نحوه اتصال در نقشه کاملا مشخص است.بیس این ترانزیستور ها با سه عدد مقاومت 4.7 کیلو اهم از طریق پایه های 2و1و15 آیسی 4553 تحریک می شوند.

اگر به نقشه نگاه کنید،پایه های1و7و2و6 آیسی 4511 که معرف A,B,C,D هستند.توسطQ0,Q1,Q2,Q3 آیسی 4553 تحریک می شوند.آیسی 4553 هر کلاکی را که در پایه 12 توسط فشردن کلیدpush-bottom دریافت می کند.به عددی باینری در پایه های Q0,Q1,Q2,Q3 تبدیل می کند.این پایه ها نیز به پایه های A,B,C,D آیسی 4511 که یک مبدل BCD باینری به 7segment است
،متصل می باشد.و این دلیل مشاهده اعداد بر روی 7SEGMENTاست.

زمانیکه شما منبع تغذیه را به این مدار وصل می کنید.هر سه 7segment عدد صفر را نشان می دهند.حال اگر کلید push-bottom مربوط به پایه پالس(clock) را فشار دهید اولین 7segmentدر سمت راست برد مقدار یک را نشان می دهد.همانطور که گفته شد،زمانیکه این کلید را فشار می دهید.عدد باینری 0001 در پایه های Q0,Q1,Q2,Q3 ایجاد می شود.این عدد باینری در پایه های A,B,C,D آیسی 4511 ایجاد می شود.این آیسی این عدد را به عدد0000110 در پایه های a تا g آیسی 4511 تبدیل می کند.ان عمل تا شماره 10 به همین صورت انجام می گیرد.در 9 حالت قبل پایه DS1 آیسی 4511 تحریک می شد.وقتی به عدد 10 می رسیم حال پایه DS2 آیسی4511 نیز تحریک می شود.در واقع وقتی به عدد 100 نیز می رسیم پایه DS3 تحریک می شو د.

علت اینکه اعداد بر روی 7segmentها باقی می مانند به دلیل وجود پایه latch در آیسی 4553 است.که مانند حافظه ای مقادیر قبلی و فعلی را جهت نمایش بر روی 7segment ها نگاه می دارد.این پایه،پایه 10 آیسی4553 است.که توسط مقاومت 1 مگااهم به منفی منبع تغذیه بر روی برد بورد وصل شده است.

حال به پایه های Reset,Clock و نحوه تحریک آنها می پردازیم.تحریک این پایه ها توسط آیسی 4093 که یک آیسی NAND است،صورت می گیرد.پایه های 1و2 این آیسی را به هم وصل کنید.از اشتراک پایه های 1و2 آیسی 4093 با یک مقاومت 470 کیلو اهم به منفی منبع تغذیه و از همان اشتراک با یک خازن 10 نانو فاراد به مثبت منبع تغذیه بر روی برد بورد وصل کنید.از همان اشتراک به یک سر کلید push-bottom ,سر دیگر این کلید را بر روی برد بورد به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.حال پایه 3 آیسی4093 به پایه clock آیسی 4553 وصل کنید.در قسمت reset نیز به همین صورت عمل کنید.پایه های 5 و 6 آیسی را نیز به هم وصل کنید از اشتراک این اتصال مانند حالت قبل به یک مقاومت 470 کیلو اهم وصل کنید و سر دیگر این مقاومت را به منفی منبع تغذیه وصل کنید.از اشتراک پایه ه های 5و6 آیسی 4093 با یک خازن 10نانو فاراد به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.باز از همان اشتراک به یک سر کلید push -bottom دیگر وصل کنید،وسر دیگر این کلید را به مثبت منبع تغذیه وصل کنید.حال پایه های 8و9 را به هم وصل کنید و این اشتراک به پایه 4 آیس 4093 متصل نمایید.پایه 10 آیسی 4093 را به پایه RST آیسی 4553 وصل کنید.پایه RST را با یک مقاومت 100 کیلو اهم به منفی منبع تغذیه وصل کنید.پایه های 4و3 آیسی 4553 را با یک خازن یک نانو فاراد به یکدیگر متصل نمایید.

پایه‌های تغذیه آیسی‌ها

پایه های تغذیه مثبت و منفی این سه آیسی را به طور صحیح وصل کنید.در آیسی 4511 تعذیه مثبت پایه 16 وتغذیه منفی پایه 8 است.در آیسی 4553 تغذیه مثبت پایه 16 و تغذیه منفی پایه 8 است.در ایس 4093 تغذیه منفی پایه 7 وتغذیه مثبت پایه 14 است.
پایه11 آیسی 4553 را جهت فعال شدن این آیسی به منفی منبع تغذیه وصل کنید.پایه 3و4 این آیسی نیز جهت تولید پالس به عنوان اسیلاتور می باشند.که با یک خازن 10 نانو فاراد به یکدیگر متصل می شوند.

سر ریز(Over Flow)

اگر مثبت یک led را به پایه 14 وصل کنید.ومنفی آنرا به منفی منبع تغذیه، پس از اینکه عمل شمردن تا 999 انجام شد این led روشن می شود.در واقع این پایه،پایه overflow است.که با اتمام شمارش مقدار آن high می شود.وباعث می شود پس از عدد 999 هر سه led رقم صفر را نشان دهند.
در آیسی 4553 شما با عمل latch یا نگهداری اطلاعات،عمل overflow یا سرریز و با آیسی 4511 به عنوان یک آیسی مبدل bcd یا باینری به 7segment آشنا شدید.همچنین با نحوه درایو شدن آیسی 4553 توسط آیسی 4093 و کلیدهای push-bottm نیز آشنا شدید.

در آیسی 4553 پایه clock همیشه high است، که با فشردن کلید push-bottom توسط شما این پایه low می شود.و در اولین بار شماره یک توسط این مدار ایجاد می شود.این شماره توسط پایه latch آیسی تا فشردن دوباره کلید نگهداری می شود. پایه reset 4553 همیشه low است،که با فشردن کلید push-bottom توسط شما high می شود .وباعث می شود عمل شمارش reset یا دوباره از اول آغاز شود.