Módulo TTL de Contagem (ART2023)

Em muitas escolas técnicas de segundo grau as montagens que envolvem circuitos lógicos digitais ainda se fazem em torno da tecnologia TTL. Neste artigo focalizamos um simples módulo de contagem até 99, que pode ser usado como base para diversos projetos escolares envolvendo a tecnologia TTL, e que pode facilmente ser expandido para maior número de dígitos, conforme a finalidade.

Os integrados TTL, além de baratos, são fáceis de trabalhar e suficientemente robustos para suportar o tratamento dado por alunos menos experientes.

Assim, é justo que nos projetos que envolvam a lógica digital esses componentes sejam utilizados praticamente em todas as escolas.

Um dos pontos culminantes do estudo da tecnologia digital ocorre quando os trabalhos finais devem ser apresentados, e invariavelmente eles precisam de um contador, decodificador e, evidentemente, displays.

Ligados aos mais diversos circuitos de processamento, formando assim freqüencímetros, contadores de objetos, tacômetros, capacímetros ou quaisquer outros dispositivos semelhantes, os contadores são indispensáveis e formam a estrutura que certamente mais influi na apresentação final do aparelho, dado o fato de contar com os displays que “acendem”, normalmente com a luz vermelha pura.

O módulo que apresentamos neste artigo é o básico da maioria dos projetos TTL e utiliza dois displays de anodo comum que podem ser de qualquer tipo ou tamanho, conforme a aplicação que se tenha em mente.

A placa de circuito será dada em função de um dos tipos mais comuns no nosso mercado, mas nada impede que sejam feitas adaptações.

São utilizados dois contadores do tipo 7490, dois decodificadores com latch do tipo 7447 e dois displays de anodo comum, permitindo assim uma contagem de 00 a 99.

No entanto, nada impede que o circuito seja expandido para contagem até valores maiores. Como se trata de circuito TTL, a alimentação deve ser feita com 5 V estabilizados.

Deixamos em aberto o tipo de excitação, mas damos um clock lento bastante simples para os leitores que quiserem ,usar o circuito em demonstrações.

CARACTERÍSTICAS

Lógica: TTL

Alimentação: 5 V

Contagem: 00 a 99

Freqüência máxima de operação: 18 MHz (standard)

Tipo de display: anodo comum

A contagem de pulsos é feita com base em dois circuitos integrados 7490.

Estes integrados consistem em contadores de década divisores por 10.

Cada 7490 contém um divisor por 5 e um divisor por 2, que podem ser usados separadamente ou em conjunto para a divisão ou contagem até 10.

Este integrado conta apenas progressivamente, e possui saídas em binário com pesos 1, 2, 4 e 8, conforme mostra a pinagem do componente na figura 1

Figura 1 – Pinagem do 7490

Na operação normal os sinais de contagem entram via Clock 1 devendo a saída Q1 ser ligadas ao Clock 2, para termos a contagem até 10.

As entradas 9-SET e O-SET devem ser aterradas para a contagem normal.

O contador avança uma unidade a cada transição (borda) negativa do sinal de entrada, o qual deve ser livre de ruídos que possam causar interpretações erráticas.

Para reiniciar a contagem, a entrada 0-SET deve ser momentaneamente levada ao nível alto (positivo ou 5 V).

Para levar o circuito a apresentar 9 na saída, o pino 9-SET deve ser levado ao nível alto. Os sinais destes contadores, que são cascateáveis, são levados a

decodificadores do tipo 7447, que possuem saídas de 7 segmentos. A pinagem destes circuitos integrados é mostrada na figura 2.

Figura 2 – o 7447

Este integrado possui um pino denominado lamp-test, que permite testar tanto o seu funcionamento como o do display.

Este pino permanece normalmente no nível alto. Sendo momentaneamente aterrado, ele ativa todas as saídas, levando-as ao nível baixo e conseqüentemente acionando todos os segmentos do display.

A entrada blanking serve para extinguir o dígito zero, que é desnecessário quando estiver à esquerda. Assim, se esta entrada estiver no nível baixo, em lugar de termos a indicação do valor 0098, por exemplo, teremos apenas 98.

Esta entrada deve ser usada em conjunto com o integrado seguinte do

contador.

Cada integrado 7447 exige uma corrente de 43 mA para funcionar.

O 7447 excita diretamente um display de anodo comum de 7 segmentos, exigindo apenas resistores tipicamente de 330 ohms para limitação de corrente.

As saídas para os displays destes integrados podem operar com tensões de até 30 V e drenar correntes de 40 mA, o que permite sua operação com displays do tipo incandescente.

Praticamente, displays de qualquer tamanho e tipo podem ser usados, desde que exijam correntes dentro do que pode fornecer o integrado.

Na figura 3 temos uma sugestão de fonte de 5 V que fornece até 1 A e que serve para alimentar até 2 módulos, com um total de 4 dígitos.

Figura 3 – Fonte de 5 V

O integrado reguladores de tensão deve ser dotado de radiador de calor e o transformador tem secundário de 1 A.

Na figura 4 temos o dia- grama completo de um módulo.

Figura 4 – Diagrama completo do módulo

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Placa para a montagem

E interessante usar soquetes DIL para os circuitos integrados.

Os resistores são de 1/8 ou 1/4 W, com 5 % ou mais de tolerância.

Os displays são de anodo comum, como o FND507 ou equivalentes de qualquer tamanho.

Se o tamanho for diferente do original, alterações devem ser feitas no layout da placa de circuito impresso.

Na figura 6 temos um circuito de clock lento com o integrado 555, que serve tanto para demonstração do funcionamento do módulo como também para teste de funcionamento.

Figura 6 – Clock lento com o 555

O clock é alimentado também com 5 V e, no potenciômetro modificamos sua frequência.

Para testar o módulo, basta alimentar o circuito e ligar na sua entrada um gerador de clock como, por exemplo, o da figura 6, montado numa matriz de contatos.

A alimentação do clock deve ser feita a partir da mesma fonte do módulo.

Para usar, basta observar as características dadas na parte funcional.

Se o leitor pretende usar outras funções, como o 0-SET ou o 9-SET, será interessante deixar na placa jumpers para sua ligação.