Digitálne hodiny používajúce 4026 a 4060: 5 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:00

Toto leto som na vysokej škole absolvoval kurz s názvom „Digitálna elektronika“. Dozvedel som sa o žabkách, počítadlách a oveľa viac. Preto som si povedal, že by bolo skvelé, keby som urobil projekt týkajúci sa digitálnej elektroniky a odtiaľ sa začali projektovať digitálne hodiny. Dokončenie projektu trvalo asi 2 týždne. Začal som s TTL IC a urobil som blokový diagram zobrazený nižšie, ale tu nastal problém s týmto dizajnom, ako môžete vidieť v blokovom diagrame, že používa príliš veľa IC projektu, takže je veľmi drahý a spotreboval by veľa energie a batéria by sa celkom vybila skoro. Pri použití tohto dizajnu potrebujete najmenej 3 alebo 4 nepájivé dosky, čo vám zaistí veľa miesta.

Ak by niekto predsa len chcel urobiť tento projekt pomocou TTL integrovaných obvodov, nahral som schému minút a sekundovej ručičky hodín pomocou integrovaných obvodov 7490 a 7492.

Teraz som potreboval použiť inú možnosť, a tak som hodiny vyrobil pomocou veľmi známeho CMOS 4026 IC.

Krok 1: Špecifikácia

1. Hodiny by mali zobrazovať hodiny, minúty a sekundy.
2. Hodiny by mali byť napájané batériou.
3. Malo by byť energeticky účinné.
4. Mal by mať režim nastavenia času.
5. Diely by mali byť ľahko dostupné.
6. Mal by zaberať menej miesta.

Krok 2: Potrebné diely

1. CD4026B IC *6
2. CD4013 IC *2
3. CD4060 IC *1
4. CD4001 IC *1
5. Spoločná katóda 7 segmentových LED *6
6. kryštálový oscilátor s frekvenciou 32 768 Hz
7. Rezistor - 100k, 10k*2, 1k*1, 470k*1, 1M*1
8. kondenzátor - 0,01uf, 22pf*2
9. tlačidlo *2
10. batéria 9v
11. MOSFET 2N7000

Krok 3: Popis obvodu

Nahral som schému hodín a teraz vysvetlím, čo každá časť týchto hodín robí.

1. 4060 IC - Tento IC sa skladá zo 14 klopných obvodov typu master -slave a oscilátora s frekvenciou, ktorá je riadená buď kryštálom, alebo externe pripojeným obvodom RC. Výstup každého klopného obvodu napája ďalší a frekvencia pri každom výstupe je polovičná ako frekvencia predchádzajúceho. Stav počítadla postupuje na negatívnu hranu Osc In. Aktívny vysoký reset je asynchrónny a deaktivuje oscilátor, aby umožňoval veľmi nízku spotrebu energie počas pohotovostného režimu. Časovací obvod je postavený na disku CD4060, ktorý je 14 -stupňovým binárnym počítadlom, deličom a oscilátorom zvlnenia. Vstavaný oscilátor je hlavnou črtou tohto integrovaného obvodu, a preto ho možno použiť v mnohých aplikáciách, ako je blikač, generátor hodín v obvodoch časovača. Nasledujúci obrázok zobrazuje rozloženie pinov integrovaného obvodu:

Obvod 4060 (IO1) rozdeľuje kryštálovú frekvenciu 32 768 Hz pomocou 14-stupňového binárneho predzosilňovača na frekvenciu 2 Hz. Táto frekvencia 2 Hz je privedená na hodinový kolík 1 integrovaného obvodu 4026.

Dva prepínače sa používajú na nastavenie času a dosahujú sa pomocou 4060 pinov zvýšením frekvencie, ktorá sa privádza na 4026 IC.

Prvý spínač, ktorý má z týchto dvoch nižšiu frekvenciu, sa používa na nastavenie minút v hodinách.

Druhý prepínač, ktorý má vyššiu frekvenciu, sa používa na nastavenie hodín v hodinách.

2. CD4026B - Tento integrovaný obvod má v obvode štyri použitia

I) Používa sa na poskytovanie hodín obvodu.

2) Používa sa ako dekodér, ktorý má priame výstupy pre 7-segmentový displej. Na rozdiel od bežných počítadiel BCD nepotrebujú dekodér od BCD do 7 segmentov

3) Používa sa ako delič frekvencie.

4) Majú tiež ďalší výstup, ako napríklad „segment Ungated C“a „Carry Out“, ktorý je veľmi užitočný pri výrobe hodín

POZNÁMKA - Tento integrovaný obvod má aktívne vysoké výstupy, takže môže poháňať iba sedemsegmentové diódy LED so spoločnou katódou, takže sa uistite, že používate to isté.

2Hz signál vstupuje na svoj vstup CLK (pin 1) cez R3, R4, R5. Cyklus počítania 10 sa skráti na 2 pomocou resetovacieho vstupu (kolík 15). Pretože nemá žiadne BCD výstupy, pripojíme resetovací vstup na segmentový výstup g. Segment g nie je aktívny pre číslice 0 a 1, ale je aktívny (vysoký) pre číslicu 2. Preto keď počítadlo dosiahne stav 2, takmer okamžite sa vynuluje a dostane sa do stavu 0. Teda iba číslice 0 a 1 striedať s frekvenciou.

NEBEZPEČNÝ SEGMENT C - Tento pin, keď sú uvedené ako hodiny, delí vnútornú frekvenciu o 10.

VYKONAJTE - Tento kolík tiež robí to isté.

Jediný rozdiel medzi nimi je možné dosiahnuť vizualizáciou ich časového diagramu, ktorý som nahral.

4013 IC - Tento IC sa používa na resetovanie prakticky identických obvodov sekúnd a minút. Obaja používajú 1/2 zo 4013 na vytvorenie resetovacieho impulzu, keď desiatky jednotiek dosiahnu šesť. To sa dosiahne, keď kolík „Vykonaj“na počítadle desiatok jednotiek (4026) stúpne s počtom „5“a potom s hodnotou „Clock In“bude vysoko v počte „6“. Tým sa prepne výstup 4013 „Q not“, ktorý potom resetuje 4026. Potom počíta od 0 do 5. Počítadlá jednotiek sú delené rovnomerne desiatimi alebo desaťročnými čítačmi.

Krok 4: Tento krok pokračuje v predchádzajúcom

4013 - Tento integrovaný obvod je v obvode použitý dvakrát -

1) Tento integrovaný obvod sa používa s ručičkami sekúnd a minút, ktoré sú do značnej miery totožné. obaja používajú 1/2 z 4013 na vytvorenie resetovacieho impulzu, keď desiatky jednotiek dosiahnu šesť. To sa dosiahne, keď kolík „Vykonaj“na počítadle desiatok jednotiek (4026) stúpne s počtom „5“a potom s hodnotou „Clock In“bude vysoko v počte „6“. Tým sa prepne výstup 4013 „Q not“, ktorý potom resetuje 4026. Potom počíta od 0 do 5. Počítadlá jednotiek sú delené rovnomerne desiatimi alebo desaťročnými čítačmi.

2) Aby poskytol 12 -hodinový formát, 4013 počíta desiatky hodín plus pracuje s 4001 na resetovanie, potom po dosiahnutí 13 hodín vloží ďalší počet do jednotiek hodín. Vďaka tomu sa začne počítať od 1 do 12 hodín. Časť toho je dosiahnutá využitím špeciálneho výstupu na 4026, segmente „c“, ktorý je k dispozícii nezávisle od stavu ED. Tento výstup „c“je nízky, iba ak je počet na „2“a pri čísle „3“sa zvýši. Takto sa zistí počet hodín „13“.

4001 - Tento integrovaný obvod sa používa v spojení s 4026 a 4013 na desatinovej hodinovej ručičke a na resetovanie počítadla hodinovej ručičky hodín na 1 namiesto 0.

MOSFET 2N7000- Tento mosfet sa používa ako spínač na zapnutie posledných siedmich segmentových LED, keď hodiny dosiahnu čas 9:59:59

Krok 5: Niektoré obrázky z projektu

Dúfam, že sa vám projekt páčil. Tiež som nahral video, ak máte nejaké otázky týkajúce sa tohto projektu, prosím, napíšte ho do komentárov nižšie. Veľmi rád naň odpoviem.