Due contatori in cascata per realizzare un contatore sequenziale a ...

Idee di progetto
Due contatori
in cascata
per realizzare
un contatore
sequenziale
a 19 livelli
Jeff Tregre, Dallas, TX
Un pratico approccio per mettere in cascata due o più contatori
Johnson con pochi componenti ausiliari di supporto.
Invero, il contatore decimale Johnson trova ampio uso in svariate
applicazioni, dai circuiti di conteggio ai circuiti di comando
per effetti sonori o di pilotaggio per pannelli LCD.
Generalmente le uscite di questi contatori sono basse e diventano
alte solo durante gli intervalli di tempo nei quali sono
appositamente accese, ciascuno corrispondente a un intero
singolo ciclo di clock. Nella maggior parte delle applicazioni di
questo tipo l’alimentazione varia fra 3 e 18 V dc, mentre la corrente
sui rispettivi pin di uscita (segnati dal Q0 al Q9) è fissata
a 10 mA. Il circuito considerato in quest’esempio è alimentato
a 12 Vdc e funziona agevolmente fra 0 e 150 °F.
Il circuito visibile nella figura 1 usa solo quattro integrati (IC)
e può fornire un buon conteggio fino a 19 livelli giacché offre
ben 20 pin d’uscita e non costringe a configurazioni hardware
tradizionalmente molto più ingombranti. Infatti, con
un’adeguata polarizzazione l’uscita Q0 dei contatori CD4017
può opportunamente sovrapporsi in cascata e, dunque, sacrificando
l’uscita Q0 dell’IC 3 restano disponibili per la visualizzazione
dei valori di conteggio solo 19 dei 20 pin d’uscita. Il
primo pensiero potrebbe essere quello di fare la connessione
in cascata diretta fra i due contatori collegando il pin 12, di
“carry-out”, del primo con il pin 14, di “clock-input”, del secondo.
Tuttavia, con questa configurazione non si otterrebbe il
conteggio sequenziale da 1 a 20 perché, in pratica, il primo
contatore continuerebbe automaticamente a contare fino a 10
ogni volta che sul secondo si aggiunge un conteggio in più e,
Parole chiave:
- Contatori
- Circuiti integrati
- Led
1- ELETTRONICA OGGI WEB - marzo 2008
di fatto, ciò significa contare da 0 fino a 99. È solo concatenando
insieme i due contatori che si può ottenere un conteggio
sequenziale da 1 a 19 e per far ciò occorre aggiungere
l’integrato IC 4 , un invertitore CD4069 che funziona come circuito
di ritardo capace, appunto, di ritardare il reset del secondo
contatore di qualche millisecondo. In pratica, serve a guadagnare
il tempo necessario e sufficiente a permettere, prima
che ricominci ciascun conteggio, di resettare il contatore al
valore zero applicando un apposito segnale alto al pin 15.
Senza questo piccolo circuito di ritardo il contatore si riaccende
in pratica a ogni conteggio e quindi impedisce di accumulare
i valori sui LED. Il circuito in esame utilizza l’integrato IC 1
e un timer 555 come clock per generare un’onda quadra con
periodo di 1,5 Hz e questa configurazione permette di calibrare
la costante di tempo RC composta da R 1 , R 2 e C 1 .
Va, comunque, ricordato che per ottenere un duty cycle del
50% occorre avere la R 2 molto più grande della R 1 . Inoltre, il
pin 14 dell’IC 2 ha la regolazione sul trigger a gradino positivo
(cioè sul fronte di salita), mentre il pin 13 dell’IC 3 ha il trigger
a gradino negativo (fronte di discesa). Perciò, è ogni volta che
il clock diventa alto che l’IC 2 produce un conteggio in uscita,
mentre quando il clock diventa basso è l’IC 3 che genera il conteggio
in uscita. Sovrapponendo le uscite si può ottenere il
conteggio sequenziale da 1 a 19.
Poiché ogni ciclo di clock ha sempre entrambi i livelli alto e
basso, ecco che dopo il primo impulso di clock ad ogni colpo
si accendono due LED ovvero il LED1 e LED2, poi il LED2 e
LED3, poi il LED3 e LED4 e così via.

Idee di progetto
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Due contatori in cascata
per realizzare un contatore
sequenziale a 19 livelli
Fig. 1 – Sovrapponendo le uscite di due contatori Johnson in cascata si ottiene facilmente un affidabile contatore sequenziale
a 19 livelli