icm7217_icm7227 - contadores up_down de 4 dígitos cmos com driver (com578)

23/4/2014 ICM7217/ICM7227 - Contadores up/down de 4 dgitos CMOS com driver (COM578)

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ICM7217/ICM7227 - Contadores up/down de 4 dgitos CMOScom driver (COM578)

Detalhes

Escrito por Newton C Braga

Quantos projetos podem exigir um display de 4 dgitos acoplado a um contador up/down? Apenas como

uma pequena parcela destes projetos podemos citar relgios, cronmetros, contadores de eventos,

dispositivos de monitoria de controle, etc. Evidentemente, o projeto de um contador de 4 dgitos feito da

maneira tradicional envolve muitos circuitos integrados numa disposio trabalhosa e ocupando um bomespao do equipamento se no for encontrada uma soluo mais interessante. Esta soluo existe e est nos

dois circuitos integrados da Intersil que focalizamos neste artigo. Estes integrados contm em seu interior ocontador completo de 4 dgitos com decodificador para 4 displays de anodo ou catodo comum alm de

recursos que permitem programar a contagem at o valor desejado com pouqussimos componentesexternos. (1994)

Os circuitos integrados ICM7217 e ICM7227 da Intersil contm um contador completo de4 dcadas numinvlucro DIL de 28 pinos, com a capacidade de excitar de forma multiplexada 4 displays de anodo comum

ou catodo comum.

As sadas e entradas so compatveis com tecnologia TTL permitindo seu interfaceamento com outros

dispositivos digitais. sendo disponveis sadas para portas BCD I/O, carry/borrow, equal e zero.

A dissipao em repouso deste dispositivo CMOS de apenas 5 mW e todos os terminais so protegidos

contra descargas eletrostticas.

Na figura 1 temos as duas disposies disponveis para estas duas sries de circuitos integrados.



O sufixo e o tipo determinam o tipo de contagem que pode ser at 9999 ou 5959 (para aplicaes namedida de tempos) conforme a seguinte tabela:

ICM7217AIPI - 9999 - Catodo comum

ICM7217CIPI - 5959 - Catodo comum

ICM7227AIPI - 9999 - Anodo comum

ICM7227CIPI - 5959 - Anodo comum



A programao de contagem pode ser feitas por chaves thumbwheel ou mesmo jumpers.

Como so usados 4 dgitos multiplexados, o ciclo ativo de excitao de cada um de 25%.

A frequncia de multiplexao do sinal controlada por um simples capacitor externo.

Os zeros esquerda podem ser apagados e os dados que so colocados no display passam por latches, o

que significa que a mudana do valor projetado s ocorre a partir de comando externo.

As sadas CARRY/BORROW (vai um) permite o cascateamento de diversos contadores, e a sada ZERO\permite o acionamento de dispositivo externos quando a contagem chega a este valor.

O dispositivo possui ainda um registrador interno onde se pode programar valores de contagem.

Quando a contagem chega a este valor, a sada EQUAL/ ativada, possibilitando assim o acionamento dedispositivos externos.

Esta funo fundamental em aplicaes como timers, despertadores, contadores programados, etc.

A frequncia de entrada mxima garantida de 2 MHz, mas o dispositivo pode chegar at a 5 MHz. Para a

sada EQUAL a frequncia tpica mxima de 750 kHz.

Na figura 2 temos um diagrama de blocos do circuito integrado ICM7217.



Na figura 3 temos o diagrama de blocos do ICM7227.



OPERAO DAS SADAS

a) BORROW/CARRY- nestas sadas temos um pulso positivo de aproximadamente 500 ms quando ocontador atinge 0000 ou 9999.

b) EQUAL\ - esta sada no nvel alto, vai ao nvel baixo quando o valor contido no registrador se iguala ao

da contagem.

c) ZERO - esta sada vai ao nvel baixo quando o contedo do contador for 0000.

Todas estas sadas podem excitar diretamente cargas TTL com o dreno de uma corrente de 2 mA @ 4V.

CONTROLES

a) Oscilador do Multiplexador



Sem componentes externos, o oscilador do multiplexador opera em 2,5 kHz, mas com capacitores externos

temos a diminuio da frequncia.

Assim, para 20 pF esta frequncia se reduz a 1,25kHz e com 90 pF para 600 Hz. Levando em conta quepara cada quatro ciclos deste oscilador temos um ciclo de acendimento do dgito, com 600 Hz, a frequncia

de repetio da varredura ser de 150 Hz.

O brilho do display pode ser alterado pela variao do ciclo ativo dos displays.

Na figura 4 temos circuitos que podem ser usados para esta finalidade.

b) Controle de contagem

Conforme mostra a figura 5, o contador incrementado pela subida do sinal COUNT INPUT quando a

entrada UP/DOWN/ est no nvel alto, e decrementado quando a entrada UP/down/ est no nvel baixo.



A entrada de contagem possui um Schmitt Trigger de modo a permitir sua operao com sinais sujeitos a

rudos.

O pino STORE/ controla os latches internos. No nvel baixo, ocorre a transferncia do valor do contador

para os latches.

Levando o pino RESET/ ao nvel baixo, o contador volta a condio 0000. As entradas STORE/ e RESET/

so dotadas de resistores depull-up de 75 k .



c) Pinos I/O

Estes pinos permitem a transferncia de dados para o contador e do contador. Estas entradas permitem

entrar com dados no registrador do contador via thumbwheel switches.

d) Carregando (Loading) o contador e o registrador

As entradas BCD I/O, LOAD COUNTER e LOAD EGISTER servem para prefixar e comparar valores.

As entradas LC e LR so do tipo tri-state auto-polarizadas com aproximadamente metade da tenso de

alimentao na operao normal.

Com estas entradas abertas, os pinos BCD I/O fornecem uma sada BCD multiplexada do contedo dos

latches, varrida do dgito mais significativo (MSD) para o menos significativo (LSD).

Quando a entrada LOAD COUNTER (pino1) ou LOAD REGISTER (pino11) forem levadas ao nvel alto,

os drivers desligam e os pinos BCD vo a um estado de alta impedncia.

Quando LC for conectada ao positivo da alimentao a entrada de contagem inibida e os nveis nos pinos

BCD so multiplexados ao contador.

Quando LR ligada ao positivo da alimentao os nveis nos pinos BCD so multiplexados para o

registrador, sem afetar o contador.

Quando ambas so ligadas ao positivo da alimentao a contagem inibida e tanto o registrador como o

contador so carregados.

Quando a entrada LR aterrada, oscilador inibido, e os pinos BCD I/O vo a um estado de alta

impedncia.

Os drivers dos segmentos so ento desligados.

e) Programao com chaves Thumbwheel

As chaves usadas na programao so do tipo BCD em que o 0000 corresponde a todas as chaves abertas.

Como elas so ligadas em paralelo, devem ser usados diodos de uso geral como o 1N914 para isol-laslogicamente.

f) Ponto decimal

Nas verses de anodo comum, o ponto decimal pode ser ativado conectando-se o terminal DP ao segmento

correspondente do display via resistor de 39 terra.

Para as verses de catodo comum, o segmento ligado ao terminal DP via resistor de 39 , mas ao positivo

da alimentao.



RESTRIES PARA AS SADAS

a) A sada CARRY/BORROW no vlida durante as operaes de carga do contador e reset.

b) A sada EQUAL/ no vlida durante a operao de carga do contador e carga do registrador/.

c) A sada ZERO no vlida durante a operao de carga do contador.

d) A entrada de RESET/ sensvel a ru]idos.

APLICAES

1. Usando display de Cristal Lquido

Na primeira aplicao, mostrada na figura 6 temos o uso do ICM7217 com displays de cristal lquido caso

em que temos a presena do circuito integrado ICM7211 como driver, empregado no interfaceamento do

sistema.



O consumo total deste circuito de apenas 5 mW.

Os resistores de 10 a 20 k nas chaves BCD servem para isolar as chaves quando as sadas BCDestiverem em atividade.

2. Frequencmetro/Tacmetro de Baixo Custo

Este circuito emprega um 555 CMOS (7555) para gerar o sinal de gatilhamento (STORE E RESET). A

frequncia deste gatilhamento que vai determinar o alcance do frequencmetro/tacmetro, dada por Ra, Rbe C no astvel.

O circuito mostrado na figura 7.

A calibrao feita a partir da base de tempo, por meio de um potencimetro de 1 M para Rb e 5 M

para Ra.

3. Indicador/Controlador de Posio de Fita Para Gravadores.



O circuito mostrado na figura 8 controla a posio da fita de um gravador, podendo par-la na posio

previamente programada nas thumbwheel switches.

Para o controle do circuito externo que vai parar a fita ou acionar o dispositivo de procura da posio so

utilizadas as funes EQUAL/ e ZERO/.

Contador para gravador.

Evidentemente, aplicaes semelhantes podem ser imaginadas para o mesmo circuito como, por exemplo, ocontrole de processos industriais com a contagem de objetos at um nmero previamente programado.

A contagem neste circuito feita por meio de um interruptor de lminas. Para evitar o repique um resistor de1 M e um capacitor de 4,7 nF so usados na entrada COUNT INPUT, resultando numa constante de

tempo de 5 ms.

4. TIMER DE PRECISO

O circuito da figura 9 emprega uma base de tempo de 1 minuto/1 segundo a partir de um cristal de 4,1943MHz.



Timer de preciso.

Estes pulsos so aplicados no 7217 conectado como contador regressivo.

As chaves thumbwheel permitem fazer a programao do instante em que comea a contagem.

5. CONTADOR DE PRECISO DE 8 DGITOS

Na figura 10 mostramos como usar dois 7217 em um contador UP/DOWN de 8 dgitos.



Contador UP/DOWN de 8 dgitos.

Neste caso, tambm possvel usar chaves thumbwheel para programar a contagem.

A ligao feita como nos circuitos anteriores.

6. FREQUENCMETRO DE 1 MHz DE PRECISO

Na figura 11 mostramos um frequencmetro at 1 MHz com 4 dgitos e cuja preciso dada por um

oscilador a cristal.

O cristal controla a frequncia de um oscilador/divisor de modo a se obter uma base de tempo de 0,1



segundo.

Nestas condies, o ltimo dgito do contador de 4 dgitos (LSD) corresponder s dezenas de hertz.

O mesmo circuito pode ser usado com um cristal de 6,5536 MHz de modo a se obter uma base de tempopara a contagem de 0,01 segundo.

Para se implementar um tacmetro de 4 dgitos com a indicao de valores em RPM (rotaes por minuto),

a frequncia da rotao do objeto deve ser multiplicada por 60.

Isso pode ser feito eletronicamente por meio de PLL ou mecnica, utilizando-se um disco com nmero de

furos apropriado de modo a interromper a luz de um LED que incide num foto-sensor.

Para um gatilhamento de 0,1 segundo, por exemplo basta multiplicar a frequncia rotacional por 600.

Datasheet do ICM7217

Datasheet do ICM7227

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