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Zählen mit 74HC4520N

Im nächsten Versuch werden Impulse mithilfe des Zählers 74HC4520 gezählt. Der Baustein hat 16 Anschlüsse und stellt zwei 4-Bit-Binärzähler zur Verfügung. Jeder Zähler hat zwei Eingänge für die Zählimpulse nCP0 und nCP1. Mit dem ersten Eingang wird bei positiver Flanke des Zählimpulses gezählt (Übergang von LOW auf HIGH), mit dem zweiten bei negativer Flanke (Übergang von HIGH auf LOW). Diese Eingänge können darüber hinaus als Zählfreigabe verwendet werden. Mit einem HIGH-Signal am Eingang MR können die Zähler zurückgesetzt werden (Reset). Bei Bedarf können die Zähler kaskadiert werden.

74HC4520N.
Bei dem Dual-Zähler 74HC4520N handelt es sich um einen Hochgeschwindigkeitszähler. Die Zählsignale müssen steile Flanken aufweisen.

Blockschaltbild mit Pinbelegung.
Der Baustein beinhaltet zwei Zähler, die autark arbeiten können.
CP0 – Zähleingang steigende Flanke
CP1 – Zähleingang fallende Flanke
MR – Reset
Q0 … Q3 – Ausgänge
Vcc / GND – Versorgungsspannung (2 – 6 VDC)

Jeder Zähler hat vier Ausgänge. Sie können mit einem Strom bis zu 20 mA belastet werden. Die vier Ausgänge liefern eine Zahl zwischen 0 und 9 dual codiert. Sie entspricht dem aktuellen Stand des Zählers.

Die Impulse werden manuell mit einem Taster generiert. Vor der Anwendung muss der Taster entprellt werden. Zu diesem Zweck wird zwischen dem Taster und dem Zähler ein Logik-Baustein eingepflegt. Der Baustein CD4011BE verfügt über vier NAND-Gatter. Für die Entprellung des Tasters werden zwei davon gebraucht. Während der Zähler im Spannungsbereich von 2 bis 6 V arbeitet, kann der CD4011BE im Bereich 5 bis 15 V betrieben werden. Er hat 14 Anschlüsse.

CD4011BE

Blockschaltbild CD4011BE.

Entprellung

Taster-Entprellung mit NAND-Gattern.

Für die Entprellung des Tasters wird aus zwei NAND-Gattern des Logikbausteins CD4011BE ein Flip-Flop gebildet. Die Eingänge des Flip-Flops „Setzen“ und „Rücksetzen“ werden von dem Wechsler-Kontakt des Tasters S1 bedient. Der Ausgang wird mit dem ersten Zähleingang des Zählers verbunden.

Der Schaltplan

Schaltplan

Bei jeder Betätigung des Tasters S1 geht (nach Entprellung) ein Impuls auf den Eingang CP0 des Zählers. Bei jeder steigenden Flanke des Signals erhöht sich der Zählerstand um 1. Der aktuelle Stand des Zählers wird mithilfe der vier Leuchtdioden D2 … D5 angezeigt. Sobald der Zählerstand den Wert 15 erreicht, wird er zurückgesetzt und die Zählung beginnt wieder bei 0. Mit dem Taster S2 kann der Zähler zurückgesetzt werden. Während der Zählung wird der zweite Zähleingang CP1 auf HIGH gehalten. Bei Umschaltung des Potenzials auf dem zweiten Eingang auf LOW wird der Zähler gesperrt. Die Leuchtdiode D1 leuchtet bei jeder Betätigung des Tasters S1 auf.

Die Testschaltung

Testschaltung

Kaskadenschaltung

Bei Bedarf, wenn größere Zahlen benötigt werden, können zwei oder mehrere Zähler nacheinander geschaltet werden. In dem folgenden Beispiel werden zwei Zähler in Reihe geschaltet. Das Verbinden der Zähler erfolgt problemlos. Der vierte Ausgang Q3 des davor gehenden Zählers wird mit dem zweiten Eingang CP1 des Nachfolgers verbunden. Dabei wird der erste Eingang CP0 des Nachfolgers dauerhaft mit Masse verbunden. Mit einem aus zwei Zähler bestehendem Gespann (2 x 4 Bit) kann bis 255 gezählt werden.

Schaltplan (Zwei Zähler)

Testschaltung (Zwei Zähler)

Kurzvideo

Kurzvideo

Zaehler