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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik CMOS 4099 über FT232R ansteuern.


Autor: Carsten Born (corvulus)
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Guten Morgen!

Ich würde gerne lernen, wie ich richtig CMOS Bausteine ansteuer und 
beschalte. Als Fachliteratur habe ich leider nur ein CMOS Taschenbuch 
mit den Standartbausteinen.

Habe schon versucht Flipflops (4043/4027) oder auch einen Multiplexer 
(4019) zu beschalten. Habe als Pullup/-down Widerstände von 1MΩ benutzt, 
um z.B. dafür zu sorgen, dass die Eingänge mit den Tastern nicht "in der 
Luft hängen". Die Ausgänge habe ich mit LEDs beschaltet. So, wie ich es 
im Netz bei einigen Schaltungen gefunden habe.

Als Spannungsquelle habe ich mal eine 4,5V Batterie, einen 
Modellbahntrafo, oder die USB Spannung benutzt.

Da kein einziger meiner verschiedenen Versuche funktioniert hat und ich 
nun die Befürchtung habe, dass ich 3-4 defekte ICs hier herumliegen 
habe, weil ich die irgendwie falsch beschaltet habe, woltle ich fragen, 
ob ihr ein gutes CMOS Tutorial im Internet kennt, selbst ein paar gute 
Ideen oder gaaanz einfache Schaltpläne habt, oder ob ihr eine (halbwegs 
günstige) Literatur für die Anfänge mit der CMOS Technologie kennt.
Im Internet finde ich nichts mehr, was mir noch so recht weiterhelfen 
kann.
Danke schoneinmal!

Gruß Carsten

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Zeig doch einfach einen deiner Schaltpläne und lasse dir Kommentare 
geben, ob das so funktionieren kann bevor du das in Realität aufbaust 
und Saft draufgibst.

Oder schmeiss deinen Schaltpläne in eine Schaltungssimulation bevor 
du das in Realität aufbaust und Saft draufgibst.

> Modellbahntrafo

Hoffentlich keine Wechselspannung?

> , oder die USB Spannung

wäre mir zu heiss. Wenn du in der Schaltung einen Kurzschluss baust oder 
erzeugst, schädigt das u.U. den USB Port des PC.

Autor: Carsten Born (corvulus)
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Modellbahntraffo war gleichstrom. Hab den mim Voltmeter auf 5V 
eingestellt.
Ich hab die Schaltung an einen FT232R angeschlossen, da ich versucht 
habe den 4043 im Bit Bang Mode anusteuern.
Nachdem ich nun eine halbe Stunde meine Chronik durchgeblättert habe, 
habe ich nurnoch diesen Schaltplan gefunden: 
http://www.atx-netzteil.de/flip_flop_schaltungen.htm (3. Schaltung)

Sonst habe ich mir keine Schaltpläne gemacht (ja, vielleicht ist dies 
auch ein Fehler...), außer im Kopf und auf dem Steckbrett.

Ich habe jetzt hier z.B. noch 5 4099 Addressierbare Zwischenspeicher 
(noch nicht geschädigt, da ich sie nichteinmal aus dem Schaum genommen 
habe) und wüsste jetzt gerne, wie ich mir dafür eine einfache 
Testschaltung entwickeln könnte. Sind 10kΩ z.B. ausreichend als 
Pullup/-down Widerstände oder sollte es schon mehr in richtung Megaohm 
gehen?
Ich mache nachehr sonst einfach mal aufs geratewohl einen Schaltplan... 
:-)

Gruß Carsten

Autor: Carsten Born (corvulus)
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Habe mir jetzt einmal eine Schaltugn zusammengeschsutert, von der ich 
annehme, dass sie so in Ordnung sein könnte. ;-)
Später möchte ich die Taster durch die I/O-Ports des FTDI Chips 
ersetzen, aber ersteinmal möchte ich es überhaupt schaffen, dass ein 
CMOS IC macht, was er soll. :-)
Wenn ihr also Fehler (auch welche, die nur die Optik betreffen) findet, 
dann wär ich dankbar, darauf aufmerksam gemacht zu werden.

Gruß Carsten

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Das sieht komisch aus.

Bei den Adressleitungen hast du ja schön die Eingabe mit einem 
Taster/Schalter und einem Pull-down Widerstand gelöst.

Warum hast du dieses Prinzip nicht für die E, D und CLR Leitung 
übernommen? S5 geschlossen produziert einen sauberen Kurzschluss. S1 
offen und der Pegel an CLR ist undefiniert offen.

Deine LEDs hast du active high (HIGH am Ausgang = LED leuchtet) 
angeschlossen, d.h. der 4099 soll eine Stromquelle sein.

Hast du mal im Datenblatt nachgesehen, wieviel Strom ein 4099 Ausgang 
liefern kann?

Ich habe nur ein Datenblatt eines CD4099B zur Hand und da sind es bei 
einer Versorgungsspannung von 4,6V gerade mal typ. 1 mA. Wenn überhaupt 
hast du nur mit low current LEDs eine Chance.

Auf die LEDs (Flussspannung) und den Strom sind auch die Vorwiderstände 
abzustimmen: Bei geschätzten 2V Flussspannung (näheres im Datenblatt der 
LEDs): (4,5 - 2)V/0,001A = 2,5 kOhm! Die 120 Ohm reizen normale 20 mA 
LEDs gerade so aus, für diese Schaltung sind sie viel zu niederohmig.

Wenn du bei dem 4099 bleiben willst, könntest du die LEDs nicht direkt, 
sondern über Treibertransistoren anschliessen. Wie das geht steht im 
Artikel Transistor. Die 1 mA reichen, um den Transistor als 
elektrischen Schalter zu steuern.

Wenn du einen IC mit ähnlicher Logik wie beim 4099 suchst, der aber eine 
höhere Treiberleistung hat, um die LEDs direkt anzuschliessen, könntest 
du auf die 74HC(T)... Reihe wechseln. Laut Artikel 74xx könnte der 
74HC259 8-Bit Adressable Latch in die Richtung gehen.

Tipp: Hänge nächtetes Mal bitte Links zu deinen relevanten Datenblättern 
an. Die sind mittlerweile nicht mehr so einfach/schnell zu finden. Man 
kann besser diskutieren, wenn man die Angaben des Herstellers hat.

Autor: Carsten Born (corvulus)
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Oje. :-)
Erstmal ein Link zu nem Datenblatt.
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/22...
Habe bisher auch nur mit nem Buch gearbeitet, welches ich in unserer 
Physiksammlung gefunden habe.
Ja, das mit dem Kursschlussschalter ist mir dann auch gerade 
aufgefallen. Bei E, D und CLR hab wollte ich eigendlich, das gleiche 
gemacht haben, wie bei den Eingängen, hatte nur die Idee E und CLR 
gleich zu schalten, weil ich beide entweder HIGH oder LOW brauche...
Habs nun auch korrigiert.
Also Output finde ich da nur etwas von 200mW.
Die ausgänge mit Transistoren zu beschalten und die richtigen 
Widerstände zu berechnen ist notfalls kein Thema. Würde ich den IC denn 
nun beschädigen, wenn ich die LEDs so daran hänge, wie sie sind?

Ich denke es wäre wirklich nicht schlecht, wenn ich mir auf dauer ein 
gutes Buch zum Thema ICs, speziell CMOS Bausteinen, zulegen würde. Es 
Türmen sich da doch immer mehr Fragen auf. :-)
Kennt da jemand ein gutes Buch für den Anfang?

Gruß Carsten

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Die 200 mW (bzw. die 100 mW) sind max. Werte und werden wohl nur 
erreicht werden, wenn man die max. Versorgungsspannung ausreizt (20V 
bzw. 18V).

Dich muss die Angabe Ioh Output Drive Current bei der angelegten 
Versorgungsspannung (5V) interessieren. Z.B. die -1 mA (- weil der IC 
als Quelle arbeitet, Stromrichtung aus dem IC heraus), wenn Der IC mit 
5V versorgt wird und der Spannungspegel bei log. HIGH am Ausgang auf 
4,6V abfallen darf. Wenn der Pegel auf 2,5V abfallen darf, kann etwas 
mehr Strom entnommen werden (-3,2 mA)

Ein Buch kann ich dir nicht nennen, vielleicht springt da einer der 
alten Hasen bei, die die CMOS Zeit noch mitgemacht haben :)

Autor: Carsten Born (corvulus)
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Ah, habs jetzt auch gefunden. Vielen Dank. :-)

Zu CMOS Zeiten... Ich dachte jetzt eigendlich, dass das etwas 
aktuelleres wäre...
Wo lohnt es sich denn dann einzusteigen? Habe mich nun ein hlabes Jahr 
umgehend mit dem FT232R beschäftigt und wollte nun richtugn ATMEL 
Mikrocontrolelr gehen. Welche Zusatz ICs wie z.B. Zwischenspeicher oder 
Schieberegister nimmt man dann "heutzutage" um seine Schaltungen zu 
realisieren?


Gruß Carsten

Autor: Stefan B. (stefan) Benutzerseite
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Ich bin da nicht sattelfest sondern nur technischer Laie

Die CMOS Technologie (Logikfamilie) an sich ist immer noch aktuell. Sie 
wird auch in modernen µC noch verwendet.

Die Schaltkreise der 4000er Serie sind die ersten (?) mit dieser 
Technologie. Sie sind ab ca. 1970 (?) am Start. In den Jahren danach 
sind weitere Schaltkreise auf der Basis der CMOS Technologie entwickelt 
worden.

Dabei wurden spezielle Aspekte weiterentwickelt z.B. höhere 
Schaltgeschwindigkeiten, geringerer Energiebedarf, höhere 
Treiberleistung, Kompatibilität mit anderen Logikfamilien, geringere 
Empfindlichkeit der Eingänge.

Eine dieser moderneren Serien ist die 74xx Serie in Form der 74HCxxx 
und 74HCTxxx. Die sieht man auch öfters in den Projekten dieses Forums 
z.B. als Schieberegister.

http://de.wikipedia.org/wiki/Logikfamilie
http://de.wikipedia.org/wiki/74xx

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