Урок 3. Счётчик в корпусе: 74HC390 и секундомер

После этого урока в библиотеке 74HC86 (четыре XOR) и 74HC390 — два десятичных счётчика в одном корпусе, — а на холсте секундомер: тумблер «старт/стоп», кнопка «Сброс» и две цифры, 00–99.

3.1. Идея: ÷2 и ÷5 — вместе ÷10

Десятичный счётчик в 74HC390 разрезан на две части:

• ступень ÷2 — один триггер (Q0), такт CP0;
• ступень ÷5 — три триггера (Q1 Q2 Q3), такт CP1, считают 0, 1, 2, 3, 4, 0.

Соедини Q0 с CP1 — получится 0–9 в двоичном коде (Q3 Q2 Q1 Q0). Части разрезаны нарочно: из той же микросхемы можно сделать ÷2, ÷5 или ÷10, смотря как соединить.

3.2. Идея: такт по спаду

Триггеры 74HC390 срабатывают, когда такт падает из 1 в 0 (в даташите над CP0 и CP1 — черта). Это удобно для цепочки: старший разряд Q3 падает ровно тогда, когда счётчик переходит 9 → 0, — этим спадом и тактируется следующий счётчик, десятки. Внутри мы делаем спад из фронта: такт переворачивает 74HC04, а дальше — фронт для 74HC74.

И вообще внутри 74HC390 — только микросхемы из уроков 1–2: две 74HC74 на счётчик, одна 74HC04 на шесть переворотов, 74HC02, 74HC08 и новая 74HC86 (четыре XOR) — для ступени ÷5. Собираем из корпусов, как на настоящей плате.

3.3. Идея: сброс от единицы

У 74HC74 сброс был от нуля, у 74HC390 MR — от единицы. Так бывает: каждая микросхема — по своему даташиту. Поэтому кнопку сброса здесь подключаем напрямую, без инвертора.

3.4. Сборка

Тот же проект, что в уроке 2: в библиотеке вентили, 74HC00–74HC32 и 74HC74.

Шаг 1. Чип 74HC86 — 4 × исключающее ИЛИ (XOR)

Ноги корпуса по даташиту: 1 1A, 2 1B, 3 1Y, 4 2A, 5 2B, 6 2Y, 8 3Y, 9 3A, 10 3B, 11 4Y, 12 4A, 13 4B; 7 — GND, 14 — VCC. Как 74HC00, только внутри четыре XOR: выход 1, когда входы разные. Понадобится внутри 74HC390.

Ctrl+G → имя 74HC86. Ноги: входы 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A, 4B; выходы 1Y, 2Y, 3Y, 4Y.

Шаг 2. Чип 74HC390 — 2 × десятичный счётчик (÷2 и ÷5)

Ноги корпуса по даташиту: 1 1CP0, 2 1MR, 3 1Q0, 4 1CP1, 5 1Q1, 6 1Q2, 7 1Q3, 9 2Q3, 10 2Q2, 11 2Q1, 12 2CP1, 13 2Q0, 14 2MR, 15 2CP0; 8 — GND, 16 — VCC. CP0, CP1 — такт по спаду (в даташите над ними черта), MR — сброс, активная 1. Внутри каждого счётчика: ступень ÷2 (Q0) и ступень ÷5 (Q1 Q2 Q3, счёт 0–4). Всё внутри — микросхемы из уроков 1–2: триггеры — 74HC74 (по две на счётчик); шесть переворотов — одна 74HC04 (спад такта = фронт перевёрнутого такта, сброс 1 → 0 для 74HC74); НЕ-ИЛИ — 74HC02, И — 74HC08, исключающее ИЛИ — 74HC86 (по вентилю на счётчик, свободные — на GND).

Ctrl+G → имя 74HC390. Ноги: входы 1CP0, 1MR, 1CP1, 2CP1, 2MR, 2CP0; выходы 1Q0, 1Q1, 1Q2, 1Q3, 2Q3, 2Q2, 2Q1, 2Q0.

Шаг 3. Генератор, тумблер и кнопка

Clock — 1Hz: секундомер считает секунды. Тумблер RUN — старт/стоп, кнопка «Сброс» — RST.

Шаг 4. Старт / стоп — 74HC08

TICK = CLK И RUN: пока RUN = 0, такт до счётчика не доходит.

Шаг 5. Единицы и десятки — одна 74HC390

Первый счётчик — единицы: такт на 1CP0 (÷2), его 1Q0 — на 1CP1 (÷5): вместе 0–9. Второй — десятки: такт — 1Q3 единиц, он падает из 1 в 0 ровно когда единицы переходят 9 → 0. MR обоих — кнопка сброса, напрямую: сброс у 74HC390 — от единицы.

Шаг 6. Табло

Два Display (bus) ⚙: ширина 4, DEC, шины T (десятки) и U (единицы). Лампа TICK мигает с каждым тактом.

3.5. Проверка

1. Clock — 1Hz. Нажми Сброс: табло 00.
2. RUN = 1: секундомер считает 01, 02 … 09, 10, 11 … — по одной в секунду. Хочешь быстрее — Clock 10Hz.
3. На 99 → 00: десятки и единицы обнуляются вместе.
4. RUN = 0 — счёт стоит, лампа TICK гаснет. RUN = 1 — продолжает с того же места.
5. Сброс посреди счёта — сразу 00.

Вставка урока 3 (Cmd+I)

Поверх урока 2.

# Урок 3 — 74HC390: два десятичных счётчика в корпусе; секундомер 00–99.# Вставка: Cmd+I поверх урока 2 (нужны вентили, 74HC02, 74HC04, 74HC08, 74HC74). # 74HC86 — 4 × исключающее ИЛИ (XOR). Ноги: 1 1A, 2 1B, 3 1Y, 4 2A, 5 2B, 6 2Y, 8 3Y, 9 3A, 10 3B, 11 4Y, 12 4A, 13 4Bchip 74HC86 {  portIn(1A)  portIn(1B)  portIn(2A)  portIn(2B)  portIn(3A)  portIn(3B)  portIn(4A)  portIn(4B)  portOut(1Y)  portOut(2Y)  portOut(3Y)  portOut(4Y)  XOR(1A, 1B, 1Y)  XOR(2A, 2B, 2Y)  XOR(3A, 3B, 3Y)  XOR(4A, 4B, 4Y)} # 74HC390 — 2 × десятичный счётчик: ÷2 (CP0, спад) и ÷5 (CP1, спад), MR — сброс (активная 1). Ноги: 1 1CP0, 2 1MR, 3 1Q0, 4 1CP1, 5 1Q1, 6 1Q2, 7 1Q3, 9 2Q3, 10 2Q2, 11 2Q1, 12 2CP1, 13 2Q0, 14 2MR, 15 2CP0chip 74HC390 {  portIn(1CP0)  portIn(1MR)  portIn(1CP1)  portIn(2CP1)  portIn(2MR)  portIn(2CP0)  portOut(1Q0)  portOut(1Q1)  portOut(1Q2)  portOut(1Q3)  portOut(2Q3)  portOut(2Q2)  portOut(2Q1)  portOut(2Q0)  74HC04(1A=1CP0, 1Y=1c0, 2A=1CP1, 2Y=1c1, 3A=1MR, 3Y=1nMR, 4Y=2c0, 4A=2CP0, 5Y=2c1, 5A=2CP1, 6Y=2nMR, 6A=2MR)  74HC02(1Y=1d1, 1A=1Q1, 1B=1Q3, 2Y=2d1, 2A=2Q1, 2B=2Q3, 3A=GND, 3B=GND, 4A=GND, 4B=GND)  74HC08(1A=1Q1, 1B=1Q2, 1Y=1d3, 2A=2Q1, 2B=2Q2, 2Y=2d3, 3A=GND, 3B=GND, 4A=GND, 4B=GND)  74HC86(1A=1Q1, 1B=1Q2, 1Y=1d2, 2A=2Q1, 2B=2Q2, 2Y=2d2, 3A=GND, 3B=GND, 4A=GND, 4B=GND)  74HC74(1RD=1nMR, 1D=1Q0N, 1CP=1c0, 1SD=VCC, 1Q=1Q0, 1QN=1Q0N, 2QN=1Q1N, 2Q=1Q1, 2SD=VCC, 2CP=1c1, 2D=1d1, 2RD=1nMR)  74HC74(1RD=1nMR, 1D=1d2, 1CP=1c1, 1SD=VCC, 1Q=1Q2, 1QN=1Q2N, 2QN=1Q3N, 2Q=1Q3, 2SD=VCC, 2CP=1c1, 2D=1d3, 2RD=1nMR)  74HC74(1RD=2nMR, 1D=2Q0N, 1CP=2c0, 1SD=VCC, 1Q=2Q0, 1QN=2Q0N, 2QN=2Q1N, 2Q=2Q1, 2SD=VCC, 2CP=2c1, 2D=2d1, 2RD=2nMR)  74HC74(1RD=2nMR, 1D=2d2, 1CP=2c1, 1SD=VCC, 1Q=2Q2, 1QN=2Q2N, 2QN=2Q3N, 2Q=2Q3, 2SD=VCC, 2CP=2c1, 2D=2d3, 2RD=2nMR)} # ---------- секундомер ----------clock(CLK)input(RUN)button{label="Сброс"}(RST)# старт / стоп: такт проходит, только пока RUN = 174HC08(1A=CLK, 1B=RUN, 1Y=TICK, 2A=GND, 2B=GND, 3A=GND, 3B=GND, 4A=GND, 4B=GND)# единицы: ÷2 от такта, ÷5 от Q0 — счёт 0–9; десятки — от Q3 единиц: спад 9 → 074HC390(1CP0=TICK, 1MR=RST, 1Q0=U0, 1CP1=U0, 1Q1=U1, 1Q2=U2, 1Q3=U3, 2Q3=T3, 2Q2=T2, 2Q1=T1, 2CP1=T0, 2Q0=T0, 2MR=RST, 2CP0=U3)# табло: десятки и единицыdisplay{bits=4, base="DEC", busSource="T"}()display{bits=4, base="DEC", busSource="U"}()led(TICK)