CD4060 — двоичный счетчик со встроенным генератором. Описание, распиновка

CD4060 — это КМОП-микросхема с двоичным счетчиком и генератором в одном корпусе. Ее можно использовать для формирования дискретных задержек по времени  или для создания сигналов разных частот. И все это благодаря тому, что CD4060 имеет встроенный модуль генератора, для работы которого требуется всего несколько внешних пассивных электронных компонентов.

Параметры CD4060

1. Напряжение питания: 3В … 15В.
2. Максимальная рабочая частота: 3,5 МГц (5В), 8 МГц (10В), 12 МГц (15В).
3. Максимальные выходные токи логических уровней: 1мА (5В), 2,5 мА (10В), 6,8 мА (15В).

Распиновка CD4060

Что такое 14-ступенчатый двоичный счетчик с осциллятором?

Двоичный счетчик пульсаций — это схема, состоящая из последовательно соединенных триггеров. Выход одного из них соединен с входом CLK следующего. Вход CLK триггера слева — это вход счетчика.

Вместо четырех триггеров, как в приведенном выше примере, CD4060 имеет 14 последовательно соединенных триггеров. Это означает, что он может считать до 16383 (максимальное значение 14 бит).

Данная микросхема также имеет встроенный генератор, который позволяет создавать тактовый импульс для автоматического увеличения счетчика. Это делает CD4060 схемой таймера, которую можно использовать для выбора между различными временными задержками (или частотами) в зависимости от того, какой Q-выход мы будем использовать.

Например, если мы выберем такие значения резистора и конденсатора, при которых генератор будет генерировать тактовый импульс с частотой 1 Гц, то это позволит  увеличивать счетчик каждую секунду.

Таким образом, для получения 8-секундной задержки мы можете использовать выход Q3, а для задержки в 2 часа 16 минут (8192 секунды) мы можете использовать выход Q13.

Как использовать CD4060

Прежде всего, нам необходимо подключить  вывод VDD  к положительной клемме питания, а  вывод GND —  к отрицательной клемме питания. Мы можем использовать источник питания с напряжением от 3 до 15 В. Хотя некоторые версии микросхемы 4060 поддерживают напряжение до 20В. Все это можно уточнить в datasheet на CD4060

Чтобы активировать генератор, подключите резистор R_t к выводу R_EXT, конденсатор C_t к выводу C_EXT и резистор R2 к выводу CLK и соедините все оставшиеся свободные выводы  R_t, C_t и R2 вместе:

Расчет частоты работы генератора можно рассчитать по следующей формуле:

f (Гц) = 1 / ( 2,3 * C_t * R_t )

Обратите внимание, что сопротивление резистора R_t должно быть намного ниже сопротивления R2, чтобы формула была правильной.

Если мы хотим сбросить счетчик обратно на ноль, то на вывод RST (сброс) необходимо подать высокий уровень. В обычной ситуации, чтобы микросхема работала на RST должен быть низкий уровень.

Используйте любой из Q-контактов в качестве выходного сигнала для управления всем тем, чем вы хотите управлять. Выход становятся высокими после того, как:

• Q3 становится высоким после 2³ = 8 тактовых импульсов
• Q4 становится высоким после 2⁴ = 16 тактовых импульсов
• Q5 становится высоким после 2⁵ = 32 тактовых импульсов
• Q6 становится высоким после 2⁶ = 64 тактовых импульсов
• Q7 становится высоким после 2⁷ = 128 тактовых импульсов
• Q8 становится высоким после 2⁸ = 256 тактовых импульсов
• Q9 становится высоким после 2⁹ = 512 тактовых импульсов
• Q11 становится высоким после 2¹¹ = 2048 тактовых импульсов
• Q12 становится высоким после 2¹² = 4096 тактовых импульсов
• Q13 становится высоким после 2¹³ = 8192 тактовых импульсов

CD4060 пример – регулируемый таймер

Вот практический пример, который мы можем построить с помощью микросхемы 4060:

Чтобы построить эту схему нам понадобится:

1. Микросхема 4060 (CD4060BE)
2. Поворотный переключатель
3. Резистор 100 кОм (R1)
4. Конденсатор 2,2 мкФ (С1)
5. Резистор 1 МОм (R2)
6. NPN-транзистор BC337 (VT1)
7. Диод 1N4148 (VD1)
8. Резистор 1 кOм (R3)
9. Электромагнитное реле

При указанных значениях C1 и R2 мы получим частоту:

f (Гц) = 1 / ( 2,3 * 0,0000022 Ф * 100000 Ом) = 1,98 Гц

Итак, у нас примерно 2 тактовых импульса в секунду. И таким образом мы можем получить временную задержку перед тем как каждый выход станет высоким:

• Q3 становится высоким после 2³ = 8 тактовых импульсов = 4 секунды
• Q4 становится высоким после 2⁴ = 16 тактовых импульсов = 8 секунд
• Q5 становится высоким после 2⁵ = 32 тактовых импульса = 16 секунд
• Q6 становится высоким после 2⁶ = 64 тактовых импульсов = 32 секунды
• Q7 становится высоким после 2⁷ = 128 тактовых импульсов = 1 минута и 4 секунды
• Q8 становится высоким после 2⁸ = 256 тактовых импульсов = 2 минуты и 8 секунд
• Q9 становится высоким после 2⁹ = 512 тактовых импульсов = 4 минуты и 16 секунд
• Q11 становится высоким после 2¹¹ = 2048 тактовых импульсов = 17 минут и 4 секунды
• Q12 становится высоким после 2¹² = 4096 тактовых импульсов = 34 минуты и 8 секунд
• Q13 становится высоким после 2¹³ = 8192 тактовых импульсов = 1 час, 8 минут и 16 секунд

Аналоги для 4060

Вероятно, вы можете найти микросхему 4060 с маркировкой CD4060, NTE4060, MC14060, HCF4060, TC4060 или HEF4060. Обычно маркировка идет с несколькими дополнительными символами в конце (например, CD4060BE). Это связано с производителем микросхемы и используемой технологией производства, но функциональность и выводы одинаковы.