Wyjaśnienie styków IC 4060

Kolejne wszechstronne urządzenie, IC 4060 ma wiele zastosowań i może być używane do implementacji różnych przydatnych funkcji w obwodzie elektronicznym.

Wprowadzenie

Zasadniczo IC 4060 jest układem scalonym oscylatora / timera i może być używany do tworzenia dyskretnie zmiennych, dokładnych przedziałów czasu lub opóźnień, lub alternatywnie może być również używany jako oscylator do uzyskiwania wysokiej jakości, dokładnych oscylacji częstotliwości.

Najlepsze w tym chipie jest to, że ma wbudowany moduł oscylatora, który wymaga tylko kilku zewnętrznych komponentów do zainicjowania oscylacji.

Zatem układ scalony nie jest zależny od żadnego zewnętrznego wejścia zegara.

Lista części

R1 = 2M2
P1 = 1M pot
R2 = 100K
C1 = 1uF / 25V

Zrozumienie funkcji pinoutów IC 4060

Spróbujmy zrozumieć wyprowadzenia IC 4060 w prostych słowach:

Odnosząc się do rysunku, widzimy, że jedyne wyprowadzenia wejściowe, które są wymagane do skonfigurowania z częściami zewnętrznymi, to styki nr 9, 10, 11 i 12, wszystkie pozostałe wyprowadzenia to styki wyjściowe układu scalonego, z wyjątkiem styku nr 16 i pinu # 8, które są oczywiście pinami zasilania Vcc i Vss.

Wyjścia są przeznaczone do wytwarzania opóźnień czasowych WŁ. / WYŁ. Lub sygnałów zegarowych, oscylacji lub częstotliwości na różnych poziomach w zależności od wartości rezystora i kondensatora na pinie # 9/10 układu scalonego.

Pin # 7 generuje najwyższą wartość częstotliwości, podczas gdy pin # 3 generuje najmniej.

Na przykład załóżmy, że wartości rezystora / kondensatora na pinie # 9/10 powodują, że pin # 7 generuje częstotliwość 1 MHz, a następnie pin # 5 generowałby częstotliwość 500 kHz, pin # 4 generowałby 250 kHz, pin # 6 generuje 125 kHz, pin nr 14 generuje 62,5 kHz i tak dalej.

Jak możesz zauważyć, częstotliwość staje się o połowę mniejsza, a dzieje się tak z kolejnością pinów 7,5,4,6,14,13,15,1,2,3, gdzie pin # 7 wytwarza najwyższą częstotliwość, podczas gdy pin # 3 to minimum.

Jak wspomniano wcześniej, powyższą częstotliwość lub oscylacje można zainicjować lub ustawić, podłączając kilka elementów pasywnych do pinów nr 9, 10 i 11 układu scalonego, jak pokazano na rysunku, to takie proste.

Zmienny rezystor służy do zmiany częstotliwości do dowolnego pożądanego poziomu, wartość kondensatora może również zostać zmieniona w celu zmiany częstotliwości układu scalonego.

Pin # 12 jest wejściem resetującym i powinien być zawsze uziemiony lub podłączony do ujemnego źródła zasilania.

Dodatni impuls zasilania na to wejście zresetuje oscylacje lub odwróci układ scalony, tak aby zaczął zliczać lub oscylować od początku.

Pin # 16 jest plusem układu scalonego, a pin # 8 to ujemne wejście zasilania układu scalonego.

Jak zresetować IC 4060

Włączenie automatycznego resetowania układu scalonego licznika czasu, takiego jak układ IC 4060, staje się kluczowe dla zainicjowania zegara układu scalonego i procesu zliczania od zera.

Jeśli funkcja automatycznego resetowania nie jest uwzględniona, układ scalony może wykazywać losową lub przypadkową inicjalizację swojego procesu zliczania, która może nie pochodzić od zera lub początku, a raczej od dowolnego poziomu pośredniego.

Dlatego, aby zapewnić automatyczne resetowanie układu scalonego, musimy dołączyć sieć RC z wyprowadzeniem resetowania układu scalonego, jak wyjaśniono poniżej:

Zamiast podłączać pin nr 12 bezpośrednio do linii uziemienia, podłącz go przez rezystor o dużej wartości, taki jak 100K.

Następnie podłącz kondensator o małej wartości od dodatniego do pinu nr 12, wartość może wynosić od 0,33 uF do 1 uF.

To wszystko, teraz twój obwód timera IC 4060 jest włączony z funkcją automatycznego resetowania i zawsze będzie inicjował ze stabilnym startem, od zera.

Włączanie ręcznego resetowania

Aby uzyskać możliwość ręcznego resetowania w dowolnym obwodzie IC 4060, można po prostu wymienić kondensator na przycisk, jak pokazano powyżej.

Naciśnięcie tego przycisku w dowolnym momencie podczas procesu zliczania układu scalonego szybko zresetuje układ scalony do zera, tak że liczenie można rozpocząć od nowa od zera.

Obliczanie wartości taktowania RC

Poniższy obraz przedstawia powiększoną sekcję układu scalonego zawierającą pin nr 9, 10, 11 oscylatora. Rt i Ct są głównymi składowymi czasowymi, które są w rzeczywistości odpowiedzialne za określanie różnych interwałów opóźnień lub częstotliwości na wyjściach układu scalonego.

Standardowy wzór do obliczania wartości Rt i Ct to:

f (osc) = 1 / 2,3 x Rt x Ct

2.3 jest stałą zgodnie z wewnętrzną konfiguracją układów scalonych.

Oscylator będzie zasadniczo działał normalnie tylko wtedy, gdy wybrane wartości spełnią warunek:

Rt<< R2 and R2 x C2 << Rt x Ct.

R2 jest ustawiony tak, aby zmniejszyć efekt częstotliwościowy napięcia przewodzenia na wejściowych diodach zabezpieczających.

C2 przedstawia błądząca pojemność i ma być minimalna, aby umożliwić większą dokładność wyjściowych przedziałów czasowych.

W tym celu Ct musi być stosunkowo większe niż C2, im większe, tym lepsze.

Rt musi być również dość dużą wartością, aby zanegować wewnętrzną rezystancję LOCMOS, która pojawia się wewnętrznie szeregowo z Rt.

Jego typowa wartość wynosi około 500 Ω przy VDD = 5 V, 300 Ω przy VDD = 10 V i 200 Ω przy VDD = 15 V.

Aby zapewnić prawidłowe działanie oscylacyjne, najbardziej zalecane wartości wyżej wymienionych części rozrządu muszą być skonfigurowane zgodnie z następującymi warunkami:

Ct ≥ 100 pF, do dowolnej wartości użytkowej,
10 kΩ ≤ Rt ≤ 1 MΩ.

Używanie IC 4060 z oscylatorem kwarcowym

Chociaż sam IC 4060 jest dość dokładny pod względem częstotliwości oscylacji i okresów opóźnienia, można to dodatkowo wzmocnić za pomocą zewnętrznego urządzenia kwarcowego z układem scalonym.

Oscylator oparty na krysztale umożliwi zablokowanie częstotliwości do zadanej wartości i zapobiegnie odchyleniu się jakiejkolwiek formy od zamierzonej wartości.

Poniższy schemat pokazuje, jak połączyć urządzenie kryształowe z IC 4060 w celu uzyskania stałej i dokładnej częstotliwości wyjściowej:

Jak widać na powyższym rysunku, tylko pin11 i pin10 są używane do integracji kryształu z układem scalonym. R2 służy do inicjowania oscylacji kryształu poprzez dostarczanie wymaganych impulsów napięcia do kryształu.

C3 i C2 umożliwiają kryształowi osiągnięcie znamionowej częstotliwości rezonansowej. C3 można dostroić, aby nieznacznie zmienić tę wartość rezonansu kryształu, a tym samym odpowiednio częstotliwość wyjściową IC 4060.