Bạn đang tìm kiếm một giải pháp đơn giản để tạo ra các độ trễ thời gian có thể lựa chọn hoặc tạo ra các tín hiệu với tần số khác nhau? IC CD4060 chính là câu trả lời. Bài viết này sẽ cung cấp cho bạn một cái nhìn toàn diện về CD4060, từ sơ đồ chân, nguyên lý hoạt động, cách sử dụng, đến các ứng dụng thực tế. Hãy cùng khám phá sức mạnh của IC đếm nhị phân này nhé!
CD4060 là một chip CMOS tích hợp bộ đếm nhị phân và bộ tạo dao động. Nhờ có module tạo dao động tích hợp, nó chỉ yêu cầu một vài linh kiện điện tử thụ động để hoạt động. Điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng liên quan đến âm thanh và bộ tổng hợp âm, nơi cần tạo ra nhiều tần số khác nhau chỉ với một vài linh kiện.
Với chỉ hai điện trở và một tụ điện, CD4060 có thể tạo ra tới 10 tần số khác nhau, mang lại sự linh hoạt cao trong thiết kế mạch. Khả năng này đặc biệt hữu ích trong các dự án DIY, nơi việc tối ưu hóa số lượng linh kiện là rất quan trọng.
Để sử dụng CD4060 một cách hiệu quả, việc hiểu rõ chức năng của từng chân là rất quan trọng. Dưới đây là bảng tóm tắt:
Một bộ đếm nhị phân là một mạch được tạo thành từ các flip-flop D mắc nối tiếp. Đầu ra của một flip-flop được kết nối với đầu vào CLK của flip-flop tiếp theo. Đầu vào CLK của flip-flop bên trái là đầu vào bộ đếm.
Thay vì chỉ có bốn flip-flop như trong ví dụ trên, CD4060 có 14 flip-flop mắc nối tiếp. Điều này có nghĩa là nó có thể đếm đến 16383 (giá trị tối đa của 14 bit). Nó cũng có một bộ tạo dao động tích hợp, giúp tạo ra xung clock để tự động tăng bộ đếm. Điều này biến CD4060 thành một mạch hẹn giờ có thể được sử dụng để chọn giữa các độ trễ thời gian (hoặc tần số) khác nhau, tùy thuộc vào đầu ra Q bạn sử dụng.
Một điểm đặc biệt của CD4060 là việc thiếu các đầu ra Q0 đến Q3 và Q11. Mặc dù không có thông tin chính thức về lý do tại sao các đầu ra này bị bỏ qua, nhưng một giả thuyết phổ biến là CD4060 là một bản nâng cấp của IC 4040. IC 4040 có 16 chân, vì vậy có thể một số bit đã bị loại bỏ để có thể thêm một bộ tạo dao động và số lượng bit cao hơn với cùng số lượng chân.
Để sử dụng CD4060, bạn cần kết nối chân VDD với cực dương của nguồn điện và chân GND với cực âm. Điện áp nguồn có thể nằm trong khoảng từ 3V đến 15V. Để kích hoạt bộ tạo dao động, hãy kết nối một điện trở từ chân REXT, một tụ điện từ chân CEXT và một điện trở từ chân CLK, sau đó kết nối tất cả ba chân này ở đầu kia.
Tần số f (Hz) = 1 / (2.3 * Ct * Rt). Lưu ý rằng Rt cần nhỏ hơn nhiều so với R2 để công thức chính xác.
Để đặt lại bộ đếm về 0, hãy kéo chân RST (Reset) lên mức HIGH. Thông thường, bạn cần kéo chân này xuống mức LOW để chip hoạt động.
Sử dụng bất kỳ chân Q nào làm đầu ra để điều khiển bất cứ thứ gì bạn muốn điều khiển. Chúng chuyển sang trạng thái HIGH sau một số xung clock nhất định:
Nếu bạn muốn độ chính xác cao hơn, bạn có thể sử dụng thạch anh. Loại bộ tạo dao động này được gọi là bộ tạo dao động Pierce. Sử dụng một điện trở (R1) để giới hạn công suất, giá trị của nó phụ thuộc vào tần số và độ ổn định cần thiết. Giá trị điển hình cho R1 là 2.2 kΩ.
Giả sử bạn muốn sử dụng IC 4060 làm bộ chia tần số để có được 500 Hz. Tần số thạch anh bạn cần là bao nhiêu? Để Q4 chuyển từ mức thấp lên mức cao, cần 8 xung clock. Và cần thêm 8 xung nữa để quay lại mức thấp. Vì vậy, nó cần 16 xung cho một chu kỳ hoàn chỉnh (chu kỳ tần số).
Tương tự cho mọi đầu ra, vì vậy chúng ta có thể sử dụng điều này để tìm tần số thạch anh lý thuyết cần thiết để có được 500 Hz từ một đầu ra nhất định:
Không phải tất cả các giá trị này đều tồn tại dưới dạng giá trị thạch anh, đây chỉ là một ví dụ về cách bạn có thể tìm thấy tần số thạch anh khả thi cho một đầu ra nhất định. Tuy nhiên, 2.048MHz hoặc 4.096MHz khá phổ biến và sẽ cho bạn 500 Hz.
Bạn có thể xây dựng một mạch hẹn giờ có thể điều chỉnh bằng cách sử dụng CD4060, một công tắc xoay, điện trở, tụ điện, transistor NPN và một relay. Với các giá trị đã chọn cho C1 và R1, bạn sẽ có tần số khoảng 2 Hz, cho phép bạn tạo ra các độ trễ thời gian khác nhau bằng cách chọn các đầu ra Q khác nhau.
Bạn có thể tìm thấy IC 4060 được đánh dấu là CD4060, NTE4060, MC14060, HCF4060, TC4060 hoặc HEF4060. Nếu bạn không thể tìm thấy CD4060, bạn có thể thử một trong các IC thay thế sau với bộ đếm nhịp nhị phân, nhưng lưu ý rằng bạn sẽ phải tự tạo bộ dao động:
IC CD4060 là một linh kiện đa năng và dễ sử dụng, phù hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau. Với kiến thức đã được chia sẻ trong bài viết này, bạn đã sẵn sàng để khám phá và ứng dụng CD4060 vào các dự án điện tử của mình. Chúc bạn thành công!
Bài viết liên quan