74HC193かHC191を2つ使ったカウンター

質問

74HC193かHC191を2つ使ったカウンターを作ってるのですが、下記の動作が実現できません。

※右からbit0です。　　●＝点灯（H）　〇＝消灯（L）

UPボタンを押す時、〇〇〇〇〇から●〇●〇〇でカウントアップして停止

DOWNボタンを押す時、●〇●〇〇から〇〇〇〇〇でカウントダウンして停止

どのような回路組めばできるでしょうか？よろしくお願いします。

回答No.5

inara1 · ベストアンサー

ロータリーエンコーダの回路はここ（http://www.piclist.com/images/www/hobby_elec/ckt10_3.htm）の「アップ・ダウン判定回路」を参考にしました。Dタイプのフリップフロップを2個使うと、アップパルスXとダウンパルスYが得られますが、入力AとBにチャタリングが乗っていると誤動作するので4093でチャタリングを取り除いています。4093というやや特殊なICを紹介しましたが、74シリーズに同じきのうの74HC132というのがあることを忘れていました（pin配置が異なります）。
TC74HC132APデータシート　http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LogicIC/TC74HC132AF_TC74HC132AP_ja_datasheet_071001.pdf

回答No.4

inara1

＞工場の12台ある扇風機を制御させるための装置
てっきり21chのオーディオセレクタ回路の一部かと思ってました（この後5bitの信号をデコードして21個のリレーを順次ONさせるとか）。5bitで12台の制御（4段階）というのはどうやるのか思いつきませんがお役に立てて光栄です。また質問してください。

チャタリングがありましたか。ブレッドボードでは問題なかったのですが。

補足

ロータリーエンコーダーは高いと思ってましたが、値段見たら思ったより安かったので、ロータリーエンコーダー仕様で設計したいと思います。

回答No.3

inara1

タクトスイッチを2個使うより、回すだけでカウントアップとカウントダウンができるロータリーエンコーダを使ったほうが操作性が良いと思います。ここ（http://akizuki-fan.bbs.fc2.com/?act=reply&tid=7845765）の「カウント範囲が制限されたアップダウンカウンタ（2）」にその回路図を添付しました。

補足

ありがとうございます。タクトsw仕様で回路を設計します。

TC4093が入手できたので早速試作しました。自動パルスだと正常にカウントしていきましたが、1つのパルスを出すとチャタリングが起きたので、TC4093の１３番ピンと１番ピンに0.1μの積層セラミックコンデンサーを追加しました。

ちなみに余談ですが、

工場の12台ある扇風機を制御させるための装置を作ります。

すべて同時に起動（大中小オフ可）

単独で起動させたり（〃）

グループで起動させたり（〃）

室温に合わせて自動的に風量を制御させるような

さまざまな機能を盛り込んでみようと思います。

今回の回路も装置に欠かせない機能なので、教えてくださって大変感謝してます。

回答No.2

inara1

添付回路をブレッドボードに組んで動作確認しました。
シュミット入力の2入力NAND（TC4093BP）がやや特殊ですが入手できますか。秋葉原の千石電商（http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/search.php?multi=TC4093&cond8=and）や若松通商（http://www.wakamatsu-net.com/cgibin/biz/psearch.cgi?page=0&word=4093B）、マルツ（http://www.marutsu.co.jp/shohin_41794/）で扱っています。画像が見えにくいときは、ここ（http://akizuki-fan.bbs.fc2.com/?act=reply&tid=7845765）を見てください（画像をクリックすると拡大されます）。TC4093BPは、一般的な2入力NAND（74HC00）とはpin配置が異なるので注意してください。

プッシュスイッチの部分は、普通に1回ずつ押すと、パルスが1個ずつ出ます（出力は押したときに0V、離したときに5V）。長押しすると自動的に連続パルスが発生します。スイッチを押してから連続パルスが出るまでの時間はR1とC1で決まります（この積が大きいほど時間が長くなる）。連続パルスの間隔はR2とC2で決まります（この積が大きいほど間隔が長くなる）。動作原理は割愛しますが、このスイッチ回路は「ディジタル回路設計ノウハウ」という書籍（中野正次著・CQ出版）のp.110に出ていたものです。添付回路の抵抗とコンデンサでは、長押し時間は1秒、連続パルス間隔は0.1秒くらいです。

電源投入直後のカウンタ出力は 00000 で、アップカウント用スイッチを押すとカウンタ出力が増加し、ダウンカウント用スイッチを押すとカウンタ出力が減少しますが、出力は 00000 ～ 10100 の範囲に制限されます（スイッチを押してもカウント値が変化しない）。コンデンサは積層セラミックコンデンサ（http://akizukidenshi.com/catalog/g/gP-05105/）を使ってください（無極性で小型なため）。

補足

ありがとうございます。TC4093を入手したら作ってみます。

回答No.1

inara1

chubechubeさんの画像が復活しましたね。
このような動作でしょうか。●はカウンタの出力がH（5V）、○はカウンタの出力がL（0V）という意味です。

　　　　　　　 DOWNスイッチを押したとき　　UPスイッチを押したとき
○○○○○　0　　　　これ以降は変化なし
○○○○●　1　　　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　↓
○○○●○　2　　　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　↓
○○○●●　3　　　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　↓
・・・
●○○○○　16　 　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　↓
●○○○●　17　 　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　↓
●○○●○　18 　　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　↓
●○○●●　19 　　　　　　　↑　　　　　　　　　　　　　　↓
●○●○○　20 　　　　　　　　　　　　　　　　　これ以降は変化なし

DOWNクロックとUPクロックが分離している74HC193のほうがいいと思います。部品を持っているので回路を考えて見ます。カウントを止めるには、カウンタの出力があるパターンになることを検出して、クロック入力をゲートICで止めればいいです。スイッチはプッシュスイッチ（押すとON、離すとOFF）でしょうか。UP用とDOWN用の２つですか。スイッチをある時間押し続けると、自動的に変化していくようにもできますが、そのようにしますか？電源投入直後のカウンタの状態は○○○○○でいいですか？

補足

inara1様、今更ながら明けましておめでとうございます。

仰る通り、タクトswを押すとオン、離すとオフになるタイプを使います。

転載失礼します。

>>スイッチをある時間押し続けると、自動的に変化していくようにもできますがそのようにしますか？

はい、そうしてもらえれば操作性が良くなるのでよろしくお願いします。

>>電源投入直後のカウンタの状態は○○○○○でいいですか？

OKです。

よろしくお願いします。