Decade Counter (Bsp. 74HC190)
Ein Counter der von 0-9 zählt ist ähnlich aufgebaut wie der bereits vorgestellte 4-Bit Counter. Ergänzt ist er nur durch eine Funktion die ihn beim Zählerstand 9 wieder auf 0 zurücksetzt.
Der hier verwendete IC kann aber noch einiges mehr. Er kann die Decade rückwärts zählen (Eingang D/U) also fortlaufend vom 9-0 und man kann bei diesem IC einen Startwert für die Zählung setzten (Eingänge A-D werden mit LOAD geladen)
Mit CTEN wird das zählen aktiviert. Ist dieser Eingang HIGH bleibt die Zählung stehen.
Pinbelegung
| Pin | Funktion |
|---|---|
| VCC | Versorgungsspannung +5V |
| GND | Minus - |
| QA - QD | Ausgänge der binären Daten. Zählt fortlaufend von bx0000 bis bx1001 (QD|QC|QB|QA) |
| CLK | Clock-Signal. Bei jedem Puls wird eine Stelle weiter gezählt |
| D/U | Einstellen der Zählrichtung. HIGH = Down und LOW= Up. |
| A - D | Ausgangspunkt der Zählung kann über die Eingänge A-D festgelegt werden (Bsp. D|C|B|A = Bx0101 = Dx5) |
| LOAD | Mit LOAD werden die Eingangspegel A-D als Startwert in den Counter geladen |
| CTEN | CounT ENable. Muss LOW sein damit der Counter zählt |
| MAX/MIN | Ausgang wird am Ende der aktuellen Zählung kurz HIGH un dient für die Ansteuerung weiterer ICs |
| RCO | Ausgang wird am Ende der aktuellen Zählung kurz LOW un dient für die Ansteuerung weiterer ICs |
Funktionsweise
Zählen von 0-9
Ein Counter IC mit 4 integrierten FlipFlops und damit auch 4 Ausgängen zählt normalerweise von 0 (Bx0000) bis 15 (Bx1111). Danach beginnt er wieder bei 0.
Um jetzt nur von 0-9 zu zählen werden die Ausgänge intern so verschaltet, dass bei erreichen der Zahl 9 die integrierten FlipFlops wieder zurückgesetzt (Reset) werden.
Rückwärts zählen
Ein 4-bit Binary Counter besteht aus 4 Toggle FlipFlops. Die hier dargestellten T-FF ändern bei jeder negativen Taktflanke (daher der invertierte T-Eingang) die Ausgänge Q und Q. Die genaue Funktionsweise der T-FlipFlops und der innere Aufbau kann hier nachgelesen werden.
Beim rückwärts zählen ist nicht der Ausgang Q (wie beim vorwärts zählen) sonder der invertiert Ausgang Q mit dem Eingang des nächsten Flipflops verbunden. Die genaue Funktion kann dem Ablaufdiagramm entnommen werden.
IC Ansteuerung
Der rechte IC dient zum ansteuern der 7-Segmentanzeige und zum decodieren der binären vorliegenden Daten. Die
Ausgänge QA-QD des linken Counter ICs werden zur einfacheren Visualisierung dort angeschlossen. Die Funktion des
7-Segment-Decoders kann hier nachgelesen werden.
Der Clock-Impuls wird als 5V Rechtecksignal mit Hilfe eines Funktionsgenerators in den linken Counter ICs am Eingang CLK eingespeist. Die Frequenz beträgt nur ein Herz. Damit kann man den Ablauf und das Zählen gut nachvollziehen.
Einen einfachen Taster kann bei diesen Schaltungsaufbau nicht als Clock-Signal verwendet werden. Ohne eine zusätzliche Entprellung würden je Tastendruck sonst teils mehrere Impulse gezählt werden.
An den Eingängen A-D sind entweder HIGH oder LOW Pegel angeschlossen. Zusammen ergeben die Pegel die Zahl 510 (A=20=1 | B=21=0 | C=22=1 | D=23=0). Mit dem linken Taster der an LOAD angeschlossen ist kann die Zahl 510 in den Counter geladen werden.
Die beiden roten LEDs sind an den Ausgängen MAX/MIN und RCO angeschlossen.