IC CD4510 là gì? Thông số kỹ thuật và cách sử dụng trong mạch

Nội dung chính [Hiện]

=

IC CD4510 là một loại mạch tính toán bộ đếm đồng bộ (synchronous counter) đếm lên hoặc đếm xuống từ số được lựa chọn trước đó bằng cách sử dụng tín hiệu đầu vào. IC này có thể được sử dụng trong các ứng dụng đếm ngược thời gian, đồng hồ đếm giờ, hoặc trong các mạch kiểm soát động cơ.

IC CD4510 bao gồm 2 bộ đếm độc lập với nhau và có khả năng đếm lên đến 5 bit. Nó có thể hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau, cho phép lựa chọn tần số đầu vào và thời gian trễ đầu ra. IC này được thiết kế để hoạt động với điện áp từ 3V đến 18V, giúp nó phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau.

Xem thêm: IC CD4511 là gì? Thông số kỹ thuật sơ đồ chân và cách sử dụng

IC CD4510 là gì?

IC CD4510 là một loại vi mạch số học 4-bit bộ đếm đồng bộ có tính năng đồng bộ hóa nạp đầu vào. Nó là một trong những loại vi mạch đếm phổ biến được sử dụng trong các ứng dụng điện tử, đặc biệt là trong các dự án điện tử tổng hợp và đồng bộ hóa.

IC CD4510 có chức năng đếm lên hoặc đếm xuống bằng cách thay đổi trạng thái của các ngõ vào đồng bộ (A và B). Nó có thể đếm lên hoặc đếm xuống trong phạm vi từ 0 đến 15, với khả năng đồng bộ hóa nạp giá trị ban đầu cho đếm. IC CD4510 cũng đi kèm với các tính năng bảo vệ chống điện áp ngược và chống nhiễu, làm cho nó phổ biến trong các ứng dụng yêu cầu tính đồng bộ và đếm.

IC CD4510 là một phần của loạt các vi mạch CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) và hoạt động ở điện áp thấp, giúp giảm tiêu thụ điện năng. Nó được sử dụng trong nhiều ứng dụng điện tử, chẳng hạn như đồng hồ đếm ngược, đồng bộ hóa các hoạt động trong hệ thống điều khiển, đồ chơi điện tử, và nhiều ứng dụng khác.

Tính năng của IC CD4510 bao gồm:

  • Khả năng đếm lên hoặc đếm xuống từ số được lựa chọn trước đó.
  • Điện áp hoạt động rộng từ 3V đến 18V.
  • Có thể đếm đến 5 bit.
  • Nhiều chế độ hoạt động khác nhau cho phép lựa chọn tần số đầu vào và thời gian trễ đầu ra.
  • Thiết kế nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng.

Vì tính năng và ứng dụng đa dạng, IC CD4510 là một trong những loại mạch tính toán đếm đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử.

Bộ đếm BCD Lên/Xuống là gì?

Bộ đếm tăng/giảm là – bạn đoán nó – một bộ đếm có thể đếm lên hoặc xuống. Với mỗi cạnh xung nhịp tăng, bộ đếm sẽ tăng thêm một (nếu chân LÊN/XUỐNG ở mức CAO) hoặc giảm đi một (nếu chân LÊN/XUỐNG ở mức THẤP).

BCD là viết tắt của Số thập phân được mã hóa nhị phân . Điều này có nghĩa là nó chỉ đếm từ 0 đến 9, mặc dù nó có 4 bit cho phép nó đếm đến 15. Nếu bạn cần một bộ đếm đếm đến 15, hãy kiểm tra 4516 để thay thế.

Bộ đếm này chỉ có thể đếm từ 0 đến 15 – hoặc ngược lại. Nhưng bằng cách kết hợp nhiều bộ đếm và sử dụng các chân mang vào/ra, bạn có thể đếm bao nhiêu tùy ý.

Bằng cách kết nối giá trị đầu ra với màn hình và đầu vào đồng hồ với nguồn xung nhịp 1 Hz, nó có thể được sử dụng để tạo đồng hồ bấm giờ hoặc đồng hồ đếm ngược.

Thông số kỹ thuật và đặc trưng:

 IC CD4510 là một bộ đếm đồng bộ 4-bit với tính năng đồng bộ hóa nạp đầu vào, hoạt động ở điện áp thấp, và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng điện tử yêu cầu tính đồng bộ và đếm.

  1. Điện áp hoạt động: IC CD4510 hoạt động ở điện áp nguồn từ 3V đến 18V, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng hoạt động ở các mức điện áp khác nhau.

  2. Số lượng đếm: IC CD4510 là một bộ đếm 4-bit, có khả năng đếm lên hoặc đếm xuống trong phạm vi từ 0 đến 15.

  3. Đồng bộ hóa nạp giá trị ban đầu: IC CD4510 có tính năng đồng bộ hóa nạp giá trị ban đầu cho đếm thông qua các ngõ vào đồng bộ (A và B).

  4. Điện áp ngưỡng đầu vào: Điện áp ngưỡng đầu vào của IC CD4510 là 0,7VDD (trong đó VDD là điện áp nguồn) cho đầu vào cao (A, B), và 0,3VDD cho đầu vào thấp (C, D). Điều này đòi hỏi tín hiệu đầu vào phải có điện áp đúng để được nhận dạng là đầu vào cao hoặc đầu vào thấp.

  5. Bảo vệ chống điện áp ngược và chống nhiễu: IC CD4510 có tính năng bảo vệ chống điện áp ngược trên đầu vào (A, B, C, D) và tính năng chống nhiễu đầu vào.

  6. Tiêu thụ điện năng: IC CD4510 là một vi mạch CMOS, có tiêu thụ điện năng thấp, giúp giảm tải điện và tiết kiệm năng lượng.

  7. Đầu ra đồng trạng thái: Các đầu ra của IC CD4510 là đầu ra đồng trạng thái (CMOS), có khả năng đầu ra cao hoặc đầu ra thấp, điều khiển bởi điện áp nguồn.

  8. Giao tiếp dễ dàng: IC CD4510 có chân giao tiếp đơn giản, thuận tiện cho việc gắn kết và giao tiếp với các phần mạch khác trong hệ thống điện tử.

Có thể chỉ ra đây một số đặc trưng cơ bản

  • Điện áp hoạt động lên đến 20V.
  • Có hai phiên bản: CD4510BMS là loại BCD (Binary-Coded Decimal), CD4516BMS là loại nhị phân.
  • Hoạt động ở tốc độ trung bình, với tần số đồng hồ tối đa 8MHz ở điện áp 10V.
  • Có tính năng truyền bá bên trong đồng bộ, đặt lại và cài đặt trước khả năng.
  • Được kiểm tra 100% dòng điện tĩnh ở điện áp 20V.
  • Có thể hoạt động ở các điện áp định mức là 5V, 10V và 15V.
  • Đặc điểm đầu ra đối xứng đã được tiêu chuẩn hóa.
  • Dòng điện đầu vào tối đa là 1µA ở 18V trong phạm vi nhiệt độ toàn gói; 100nA ở 18V và 25°C.
  • Biên độ nhiễu đạt chuẩn JEDEC, với giá trị nhiễu là 1V ở VDD = 5V, 2V ở VDD = 10V, và 2,5V ở VDD = 15V.
  • Đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của Tiêu chuẩn dự kiến số 13B của JEDEC, Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn để mô tả thiết bị CMOS dòng "B".

Cách sử dụng CD4510

Trước khi sử dụng linh kiện này cho mạch Nên đọc kỹ datasheet của IC CD4510 để hiểu rõ hơn về các đặc tính và lưu ý khi sử dụng IC này, và tuân thủ các hướng dẫn và quy định để đảm bảo hoạt động chính xác và an toàn của mạch điện tử sử dụng IC CD4510.

Kết nối nguồn điện: Kết nối chân nguồn VDD (VCC) của CD4510 với nguồn điện cung cấp đúng điện áp hoạt động của IC, từ 3V đến 18V.

Kết nối tín hiệu đầu vào: Kết nối tín hiệu đầu vào A, B, C, D của CD4510 với các nguồn tín hiệu hoặc đầu vào ngoài từ các nguồn tín hiệu khác trong hệ thống điện tử của bạn. Lưu ý là đảm bảo điện áp tín hiệu đầu vào đúng với yêu cầu của IC (0,7VDD cho đầu vào cao và 0,3VDD cho đầu vào thấp).

Cài đặt giá trị ban đầu: Bạn có thể cài đặt giá trị ban đầu cho bộ đếm bằng cách đồng bộ hóa (synchronous) nạp giá trị ban đầu thông qua các chân đồng bộ (A, B) của CD4510. Khi tín hiệu đồng bộ A và B ở mức logic thấp, giá trị được nạp sẽ được lưu trữ trong CD4510.

Đếm: CD4510 có tính năng đếm lên hoặc đếm xuống. Bạn có thể điều khiển chức năng đếm bằng cách điều chỉnh tín hiệu đầu vào A, B. Nếu A, B đồng thời ở mức logic thấp, bộ đếm sẽ đếm lên. Nếu A, B đồng thời ở mức logic cao, bộ đếm sẽ đếm xuống.

Đọc giá trị đếm: Giá trị đếm hiện tại của CD4510 có thể được đọc từ các đầu ra của nó (Q0, Q1, Q2, Q3), đây là các đầu ra của bộ đếm 4-bit.

Điều khiển đầu ra: Các đầu ra của CD4510 là đầu ra đồng trạng thái, điều khiển bởi điện áp nguồn. Điện áp nguồn cung cấp sẽ quyết định trạng thái cao hoặc thấp của các đầu ra.

Kiểm soát tín hiệu nguồn đồng hồ: CD4510 sử dụng tín hiệu nguồn đồng hồ (CLOCK) để đếm. Bạn có thể kiểm soát tín hiệu này từ các nguồn đồng hồ khác trong hệ thống điện tử của bạn.

Tuy nhiên trong quá trình sử dụng linh kiện này cần chú ý đến một số vấn đề sau đây

  1. Điện áp hoạt động: IC CD4510 có điện áp hoạt động cao nhất là 20V, vì vậy cần đảm bảo không đưa vào điện áp vượt quá giới hạn này để tránh hỏng IC.

  2. Điện áp đầu vào: Dòng điện đầu vào của IC CD4510 là rất nhỏ, chỉ trong mức nA, vì vậy cần đảm bảo không có điện áp nhiễu hoặc điện trở rò rỉ vào các chân đầu vào của IC để đảm bảo hoạt động chính xác.

  3. Công suất tiêu thụ: IC CD4510 có công suất tiêu thụ thấp, tuy nhiên cần đảm bảo không hoạt động ở điện áp và dòng điện cao hơn giới hạn quy định để tránh tình trạng quá tải và hỏng IC.

  4. Nhiệt độ hoạt động: IC CD4510 có phạm vi nhiệt độ hoạt động từ -55°C đến 125°C, vì vậy cần đảm bảo không đưa IC vào môi trường nhiệt độ vượt quá giới hạn này để tránh ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của IC.

  5. Đồng bộ: IC CD4510 có tính năng đồng bộ bên trong, vì vậy cần đảm bảo cấp đồng bộ đúng để đạt được hoạt động chính xác của IC.

  6. Cấp nguồn: IC CD4510 cần được cấp nguồn ổn định và đúng điện áp định mức để đảm bảo hoạt động chính xác và bền bỉ của IC.

  7. Chế độ đặt lại và cài đặt trước: IC CD4510 có tính năng đặt lại và cài đặt trước, cần đảm bảo các tín hiệu điều khiển đúng để đạt được kết quả mong muốn.

  8. Sơ đồ chân: Cần tham khảo sơ đồ chân (pinout) của IC CD4510 để đúng đắp và kết nối đúng các chân của IC theo đúng chức năng của từng chân.

  9. Tính đối xứng của đầu ra: IC CD4510 có đầu ra đối xứng, cần đảm bảo tính đối xứng của đầu ra để đồng bộ với các thiết bị khác trong mạch điện tử.

  10. Kiểm tra dòng điện tĩnh: IC CD4510 được đánh giá kiểm tra dòng điện tĩnh ở điện áp 20V, cần đảm bảo kiểm tra dòng điện tĩnh của IC để đảm bảo hoạt động đúng và ổn định.

  11. Xếp hạng tham số: IC CD4510 có xếp hạng tham số ở các mức điện áp khác nhau, bao gồm 5V, 10V và 15V. Cần đảm bảo lựa chọn và sử dụng IC theo đúng xếp hạng tham số đã quy định để đạt được hoạt động chính xác.

  12. Đáp ứng tiêu chuẩn: IC CD4510 đáp ứng các yêu cầu của Tiêu chuẩn dự kiến số 13B của JEDEC, Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn để mô tả thiết bị CMOS dòng "B". Cần đảm bảo tuân thủ đúng các tiêu chuẩn này trong quá trình sử dụng IC.

  13. Các đặc điểm điện tử: IC CD4510 có các đặc điểm điện tử như điện áp hoạt động, điện áp đầu vào, công suất tiêu thụ, biên độ ồn, và nhiệt độ hoạt động cần được lưu ý và tuân thủ trong quá trình sử dụng IC để đạt được hiệu suất và độ bền tối ưu.

Mạch ví dụ CD4510 – Bảng điểm kỹ thuật số

Đây là một ví dụ thực tế mà bạn có thể xây dựng với chip CD4510 – một bảng điểm kỹ thuật số sẽ giữ số điểm chẳng hạn cho một trò chơi.

Các đầu ra của CD4510 được kết nối với CD4511 – chip chuyển đổi BCD thành 7 đoạn hiển thị giá trị bộ đếm hiện tại trên màn hình. Mỗi khi bạn nhấn nút được đánh dấu Đồng hồ , điểm số hiển thị trên màn hình sẽ tăng hoặc giảm, tùy thuộc vào nút Tăng/Giảm .

Đặt lại điểm về 0 bằng nút Đặt lại .

mạch ứng dụng chíp CD4510

Để xây dựng mạch này, bạn sẽ cần:

  • Nguồn điện 9V (các điện áp khác cũng có thể hoạt động)

  • Chip 4510 (Ví dụ: CD4510BE)

  • Chip 4511 (Ví dụ: CD4511BE)

  • 3 nút bấm

  • 7 x 1 điện trở kΩ (R1-R7)

  • 3 điện trở 10 kΩ (R8-R10)

  • Màn hình LED 7 đoạn (VD: LSHD-5503)

Trong dự án này, CD4510 ở đó để giữ số lượng (ở dạng nhị phân). Một nút bấm đóng vai trò là nguồn đồng hồ. Cứ mỗi lần nhấn nút, điểm số sẽ tăng thêm một.

CD4511 chuyển đổi tín hiệu này thành tín hiệu 7 đoạn để hiển thị số trên màn hình.

Lưu ý rằng bạn có thể gặp phải trường hợp một lần nhấn nút đôi khi dẫn đến nhiều lần đếm trên bảng điểm. Điều này được gọi là nảy . Và giải pháp là ra mắt .

Các lựa chọn thay thế và tương đương cho CD4510

Có một số lựa chọn thay thế và tương đương cho IC CD4510 có thể được sử dụng trong trường hợp không có CD4510 hoặc cần thay thế bằng IC khác với các tính năng tương tự. Tuy nhiên trước khi sử dụng một loại linh kiện thay thế chúng ta cần hiểu rõ về nó và có các thông tin hướng dẫn cụ thể. Nên đọc kỹ datasheet của từng IC thay thế và tương đương để hiểu rõ hơn về tính năng, đặc điểm và cách sử dụng của chúng, và chọn lựa chọn thay thế hoặc tương đương phù hợp nhất với yêu cầu của mạch điện tử cụ thể.Các lựa chọn này bao gồm:

  1. CD4017: Đây là một IC đếm BCD ở dạng chữ số, có tính năng tương tự với CD4510. Tuy nhiên, CD4017 chỉ đếm theo chuỗi BCD từ 0 đến 9 và không có tính năng đếm lùi.

  2. CD4520: Đây là một IC đếm nhị phân ở dạng chữ số, có tính năng đếm lên hoặc đếm xuống với giá trị đặt lại và tính năng đồng bộ, tương tự với CD4510. Tuy nhiên, CD4520 chỉ có tính năng đếm nhị phân chứ không phải BCD.

  3. CD4516: Đây là một IC đếm BCD ở dạng nhị phân, có tính năng tương tự với CD4510. Tuy nhiên, CD4516 chỉ đếm từ 0 đến 15 ở dạng nhị phân, chứ không phải dạng chữ số.

Lời kết

Trên đây là những thông tin về IC CD4510 , thông số kỹ thuật, đặc trưng, cách sử dụng trong mạch điện tử. Mong rằng những chia sẻ của Điện Tử Số mang lại cho các bạn những kiến thức hữu ích