Внутри микросхемы CD4060B есть двоичный счетчик и два логических инвертора для выполнения на них мультивибратора (рис. 1). Мультивибратор генерирует импульсы, а счетчик их считает. Вес старшего выхода счетчика 8192. Это значит, что логический уровень на этом выходе будет меняться через каждые 8192 импульса, выработанного генератором. Всего у счетчика десять выходов с разными весовыми коэффициентами - от 8 до 8192, причем выход с весом 1024 отсутствует.
Весовые коэффициенты других выходов означают то, через сколько импульсов, выработанных мультивибратором, на них меняется логический уровень. Например выход «256» значит, что если на этом выходе был нуль, то единица появится через 256 импульсов, а еще через 256 импульсов будет снова ноль и так далее. А на выходе, например, «2048» логический уровень будет меняться через 2048 импульсов.
Вход R служит для обнуления счетчика. При подаче на него логической единицы все выходы принимают нулевые значения и после смены уровня на входе R на лог. ноль, счет возобновится с нулевой отметки. А пока на R есть единица, счетчик будет держаться на нулевой отметке и не будет работать (заблокирован в нулевом положении), независимо от работы мультивибратора.
Микросхема CD4060B выполнена в стандартном корпусе с 16-ю выводами. Он похож на корпус К561ЛА7 или К561ЛН2, но у него на одну пару выводов больше (он длиннее).
CD4060B так же как К561ЛА7 или К561ЛН2 микросхема «МОП-логики, что значит, что вся схема микросхемы сделана на полевых транзисторах. Поэтому входное сопротивление микросхемы очень высокое, а потребление энергии самой микросхемой от источника очень малое.
На рисунке 2 показана схема, моделирующая работу игрального кубика (который кидают и смотрят сколько точек на его стороне, обращенной вверх). На выходах включены шесть светодиодов. Любой из них загорается, когда на выходе к которому он подключен есть логический ноль, а при логической единице - гаснет. Детали С1, R1 и R2 вместе с логическими инверторами микросхемы образуют мультивибратор, который может работать только тогда, когда контакты кнопки S1 разомкнуты.
Работает схема так: нажимаете кнопку S1 и мультивибратор запускается, начинает генерировать импульсы, которые считает счетчик.
Частота импульсов довольно высокая, поэтому за одну секунду светодиоды переключаются множество раз и глаз человека не способен это заметить (может быть только едва заметное мерцание).
В любой момент вы отпускаете кнопку, её контакты замыкаются и счетчик замирает в том состоянии, которое было в момент отпускания кнопки. При этом будет гореть некоторое число светодиодов. Сосчитав их можно сказать какое число выпало на электронном кубике.
Кнопка S1 должна быть размыкающей. Вместо неё можно применить выключатель, - выключаете его, ждете некоторое время, а потом включаете и смотрите результат.
Светодиоды могут быть любого типа, но АЛ307 наиболее доступные. Сопротивления резисторов R3-R8 может быть от 300 Оm до 1-2 кОm.
Питается кубик от одной батарейки напряжением 4,5V. Но можно использовать и другой источник (от 4 до 15V).
Основное назначение любого двоичного счетчика считать поступающие на его вход импульсы. Поэтому при поступлении на его вход периодического импульсного сигнала, на всех его выходах будут тоже импульсные сигналы, но разных частот, причем, эти частоты будут ниже частоты входного сигнала, и выражаться как величина частоты входного сигнала, деленная на удвоенный весовой коэффициент выхода.
Рис.3То есть, если мультивибратор нашей микросхемы CD4060B будет вырабатывать импульсы, например, частотой 16 кГц, то на выводе 7 будет 16 / (2 • 8) = 1 кГц, на остальных выводах, соответственно: на выв. 5 - 0,5 кГц, на выв. 4 - 0,25 кГЦ, на выв. 6-125 Гц, на выв. 14-62,5 Гц, на выв. 13-31,25 Гц, на выв.15-15,625 Гц, на выв. 1 будет примерно 3,9 Гц, на выв. 2, примерно, 1,95 Гц, на выводе 3 примерно 0,97 Гц. Это свойство можно использовать в звуковом сигнализаторе (рис. 3).
Частоты с выводов 7,1 и 3 через диоды VD1-VD3 поступают на базу транзистора VT1, в коллекторной цепи которого включен малогабаритный динамик.
При указанных на схеме номиналах R1 и С1 частота на выводе 7 микросхемы будет около 1 кГц, на выводе 1 около 4Гц, на выводе 3 около 1 Гц.
В результате, динамик будет издавать звук частоты около 1 кГц, прерывающийся с частотой 4 Гц и повторяющийся с периодом в одну секунду.