3ビットバイナリカウンタ

部品と材料

• 555タイマーIC（Radio Shackカタログ番号276-1723）
• 1つの1N914「スイッチング」ダイオード（Radio Shackカタログ番号276-1122）
• 2つの10kΩ抵抗器
• 100 µFコンデンサ1個（Radio Shackカタログ番号272-1028）
• 4027デュアルJ-Kフリップフロップ（Radio Shackカタログ番号900-4394）
• 10セグメント棒グラフLED（Radio Shackカタログ番号276-081）
• 3つの470Ω抵抗器
• 6ボルトのバッテリー1個

注意！ 4027 ICはCMOSであるため、静電気に敏感です！

相互参照

電気回路の教訓 、第4巻、第10章：「マルチバイブレータ」

電気回路の教訓 、第4巻、第11章：「カウンター」

学習目標

• 555タイマーを方形波発振器として使用する方法
• J-Kフリップフロップを使用して非同期カウンターを作成する方法

回路図

イラスト

手順

ある意味で、この回路は2つのJ-Kフリップフロップだけを使用して3ビットのバイナリカウンタを作成することで「チート」します。通常、3つのフリップフロップ（バイナリビットごとに1つ）が使用されますが、この場合、クロックパルス（555タイマー出力）を独自のビットとして使用できます。この回路を構築すると、「ダウン」カウンターであることがわかります。

つまり、そのカウントシーケンスは111から110、101、100、011、010、001、000、そして111に戻ります。JKフリップフロップを使用して「アップ」カウンタを構築することは可能ですが、これには追加の必要があります。コンポーネントを追加し、回路をより複雑にします。

555タイマーは、デューティサイクルが約50％の低速の方形波発振器として動作します。このデューティサイクルは、コンデンサの充電サイクル中に下側の抵抗を「バイパス」するダイオードを使用することで可能になります。そのため、充電時定数はRCのみであり、ダイオードが配置されていない場合のように2RCではありません。

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この実験では、すべての実験と同様に、回路を段階的に構築することを強くお勧めします。特定の機能を持つ回路の部分を特定し、それらの部分を一度に1つずつ構築し、各部分をテストして、次の構築の前にそのパフォーマンスを検証します。

エレクトロニクスの新入生のよくある間違いは、建設プロセス中に回路の一部をテストせずに回路全体を一度に構築し、最終的に電力を供給するときにいくつかの問題が同時に発生する可能性に直面することです。

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プロジェクトの開始近くで細部に少し注意を払うことは、終了近くで膨大な量のトラブルシューティング作業を行う価値があることを忘れないでください。回路全体を操作しようとする前に回路部分をテストしないという間違いを犯す学生は、しばしば（誤って）それらのセクションをテストするのにかかる時間は価値がないと考え、日を費やします。 彼らの実験で問題が何であるかを理解しようとしています。

この哲学に従って、4027 ICをブレッドボードに接続する前に、最初に555タイマー回路を構築します。 555の出力（ピン＃3）を「最下位ビット」（LSB）LEDに接続して、そのステータスを視覚的に確認できるようにします。

出力がゆっくりとした方形波パターンで発振し（LEDがサイクルで「オフ」になっている間は「点灯」している）、信頼できる信号であることを確認します（不安定な動作や原因不明の一時停止がないこと）。 ）。 555タイマーが正しく機能していない場合、残りのカウンター回路も機能しません！

タイマー回路が良好であることが証明されたら、4027 ICをブレッドボードに接続し、それ、555タイマー回路、およびLEDアセンブリ間の残りの必要な接続を完了します。