В данной статье я хочу рассказать о принципе работы с К176ИЕ4 — незаменимым драйвером семисегментных индикаторов. Его работу предлагаю разобрать на примере данной схемы:

Не пугайтесь — хоть схема и выглядит массивной, несмотря на это она очень простая, используется всего 29 электронных компонентов

Принцип работы К176ИЕ4:

К176ИЕ4 — по своей сути очень простая в понимании микросхема. Она представляет собой десятичный счетчик с дешифратором для семисегментной индикации. Она имеет 3 входа и 9 выходов сигнала.

Номинальное напряжение питания — от 8.55 до 9.45В. Максимальный ток на один выход — 4мА

Входами являются:

• Тактирующая линия (4 ножка микросхемы) — по ней приходит сигнал, который заставляет микросхему переключать свои состояния, то есть считать
• Выбор общего анода/катода (6 ножка) — подключая эту линию к минусу мы можем управлять индикатором с общим катодом, к плюсу — с общим анодом
• Сброс (5 ножка) — при подаче лог. 1 сбрасывает счетчик до нуля, при подаче лог. 0 — разрешает микросхеме переключать состояния

Выходы:

• 7 выходов на семисегментный индикатор (1, 8-13 ножки)
• Тактирующий сигнал поделенный на 4 (3 ножка) — нужен для часовых схем, нами не используется
• Тактирующий сигнал поделенный на 10 (2 ножка) — позволяет объединять несколько К176ИЕ4, расширяя диапазон разрядов (можно добавлять десятки, сотни и т.д.)

Принцип подсчета работает таким образом, что при переключении нами сигнала на тактирующей линии с лог. 0 на лог. 1 текущее значение увеличивается на единицу

Принцип работы данной схемы:

Для упрощения восприятия работы этой схемы можно составить такую последовательность:

1. NE555 выдает прямоугольный импульс
2. К176ИЕ4 под воздействием импульса увеличивает свое состояние на единицу
3. Его текущее состояние передается на транзисторную сборку ULN2004 для усиления
4. Усиленный сигнал поступает на светодиоды
5. Индикатор отображает текущее состояние 

Данная схема переключает состояния ИЕ4 один раз в секунду (этот период времени сформирован RC-цепью, состоящей из R1, R2 и C2)

NE555 можно спокойно заменить на КР1006ВИ1

C3 можно выбирать в диапазоне от 10 до 100нФ

Усилитель необходим так как максимальный ток на один выход ИЕ4 — 4мА, а номинальный ток большинства светодиодов 20мА

Семисегментные индикаторы подойдут любые с общим анодом и номинальным напряжением от 1.8 до 2.5В, с током от 10 до 30мА

Мы подключаем 6 ножку микросхемы к минусу питания, но при этом используем индикатор с общим анодом, это обусловлено тем, что ULN2004 не только усиливает, но и инвертирует сигнал

Микросхема сбрасывает свое состояние при подаче питания (выполнен цепью из C4 и R4) или по нажатию кнопки (S1 и R3). Сброс при подаче питания необходим так как, иначе, микросхема не будет нормально работать

Резистор перед кнопкой сброса необходим для безопасной работы кнопки — почти все тактовые кнопки рассчитаны на ток не более 50мА, а следовательно резистор мы должны выбирать в пределах от 9В/50мА=180Ом и до 1кОм

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Резисторы
R1	Резистор	33 кОм	1	0.25 Вт
R2	Резистор	56 кОм	1	0.25 Вт
R4	Резистор	10 кОм	1	0.25 Вт
R3	Резистор	390 Ом	1	0.25 Вт
R5-R18	Резистор	680 Ом	14	0.25 Вт
	Конденсаторы
С1	Электролитический конденсатор	220 мкФ	1
С2	Электролитический конденсатор	10 мкФ	1
С3	Керамический конденсатор	100 нФ	1
С4	Электролитический конденсатор	1 мкФ	1
	Микросхемы
IC1	Программируемый таймер и осциллятор	NE555	1	КР1006ВИ1
IC2, IC3	Десятичный счетчик с выводом на семисегментный индикатор	К176ИЕ4	2
IC4, IC5	Транзисторная сборка Дарлингтона	ULN2004	1	ULQ2004
	Прочие компоненты
DISP1, DISP2	Семисегментный индикатор	2В 20мА	2
S1	Тактовая кнопка		1