Digitalηφιακό ρολόι με χρήση 4026 και 4060: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Αυτό το καλοκαίρι πήρα ένα μάθημα με τίτλο "Electηφιακά Ηλεκτρονικά" στο κολέγιο μου. Έμαθα για σαγιονάρες, πάγκους και πολλά άλλα. Έτσι σκέφτηκα ότι θα ήταν υπέροχο Αν κάνω ένα έργο που σχετίζεται με τα ψηφιακά ηλεκτρονικά και από εκεί ξεκίνησε το ψηφιακό ρολόι του έργου. Το έργο χρειάστηκε περίπου 2 εβδομάδες για να ολοκληρωθεί. Ξεκίνησα με τα TTL IC και έκανα ένα μπλοκ διάγραμμα που φαίνεται παρακάτω, αλλά προέκυψε το πρόβλημα με αυτό το σχέδιο, όπως μπορείτε να δείτε στο μπλοκ διάγραμμα που χρησιμοποιεί πάρα πολλά έργα κατασκευής IC πολύ ακριβά και θα είχε πάρει πολύ ενέργεια και η μπαταρία θα εξαντλήθηκε αρκετά νωρίς. Χρησιμοποιώντας αυτό το σχέδιο χρειάζεστε τουλάχιστον 3 ή 4 σανίδες ψωμιού που σας διαβεβαιώνουν ότι καταναλώνετε πολύ χώρο.

Αν κάποιος εξακολουθεί να θέλει να κάνει αυτό το έργο χρησιμοποιώντας IC TTL, έχω ανεβάσει τα σχήματα των λεπτών και του δεύτερου δείκτη του ρολογιού χρησιμοποιώντας 7490 και 7492 IC.

Τώρα χρειάστηκε να χρησιμοποιήσω κάποια άλλη επιλογή, οπότε έφτιαξα το ρολόι χρησιμοποιώντας το πολύ γνωστό CMOS 4026 IC.

Βήμα 1: Προδιαγραφές

1. Το ρολόι πρέπει να εμφανίζει ώρες, λεπτά και δευτερόλεπτα.
2. Το ρολόι πρέπει να λειτουργεί με μπαταρία.
3. Θα πρέπει να είναι ενεργειακά αποδοτικό.
4. Θα πρέπει να έχει λειτουργία ρύθμισης χρόνου.
5. Τα ανταλλακτικά πρέπει να είναι εύκολα διαθέσιμα.
6. Θα πρέπει να καταναλώνει λιγότερο χώρο.

Βήμα 2: Απαιτούνται ανταλλακτικά

1. CD4026B IC *6
2. CD4013 IC *2
3. CD4060 IC *1
4. CD4001 IC *1
5. Κοινή κάθοδος 7 τμήμα led *6
6. κρυσταλλικός ταλαντωτής συχνότητας 32, 768 Hz
7. Αντίσταση - 100k, 10k*2, 1k*1, 470k*1, 1M*1
8. πυκνωτής - 0.01uf, 22pf*2
9. κουμπί *2
10. μπαταρία 9v
11. MOSFET 2N7000

Βήμα 3: Περιγραφή κυκλώματος

Έχω ανεβάσει σχηματικό σχήμα του ρολογιού και τώρα θα εξηγήσω τι κάνει κάθε μέρος αυτού του ρολογιού.

1. 4060 IC - Αυτό το IC αποτελείται από 14 master -slave flip -flops και έναν ταλαντωτή με συχνότητα που ελέγχεται είτε από κρύσταλλο είτε από κύκλωμα RC συνδεδεμένο εξωτερικά. Η έξοδος κάθε flip -flop τροφοδοτεί το επόμενο και η συχνότητα σε κάθε έξοδο είναι η μισή από εκείνη του προηγούμενου. Η κατάσταση του πάγκου προχωρά στο αρνητικό τρέχον άκρο του Osc In. Η ενεργή − υψηλή επαναφορά είναι ασύγχρονη και απενεργοποιεί τον ταλαντωτή για να επιτρέψει πολύ χαμηλή κατανάλωση ενέργειας κατά τη λειτουργία αναμονής. Το κύκλωμα του χρονοδιακόπτη είναι χτισμένο γύρω από το CD4060, το οποίο είναι δυαδικός μετρητής, διαχωριστής και ένας ταλαντωτής κυκλωμάτων 14 σταδίων. Ο ενσωματωμένος ταλαντωτής είναι το κύριο χαρακτηριστικό αυτού του IC, γι 'αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολυάριθμες εφαρμογές όπως φλας, γεννήτρια ρολογιού σε κυκλώματα χρονοδιακόπτη. Η παρακάτω εικόνα δείχνει τη διάταξη καρφιτσών του IC:

Το κύκλωμα 4060 (IO1) διαιρεί τη συχνότητα κρυστάλλων 32 768 Hz χρησιμοποιώντας έναν δυαδικό προ-κλιμακωτό 14 σταδίων σε συχνότητα 2 Hz. Αυτή η συχνότητα 2Hz τροφοδοτείται στον ακροδέκτη ρολογιού 1 του IC 4026.

Οι δύο διακόπτες χρησιμοποιούνται για τον καθορισμό της ώρας και επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας 4060 ακίδες αυξάνοντας τη συχνότητα που τροφοδοτείται στο 4026 IC.

Ο πρώτος διακόπτης που έχει χαμηλότερη συχνότητα από τους δύο χρησιμοποιείται για να ρυθμίσει τα λεπτά στο ρολόι.

Ο δεύτερος διακόπτης που έχει υψηλότερη συχνότητα χρησιμοποιείται για να ρυθμίσει τις ώρες στο ρολόι.

2. CD4026B - Αυτό το IC έχει τέσσερις χρήσεις στο κύκλωμα

Ι) Χρησιμοποιείται για την παροχή ρολογιού στο κύκλωμα.

2) Χρησιμοποιείται ως αποκωδικοποιητής έχουν άμεσες εξόδους για την οθόνη 7 τμημάτων. Σε αντίθεση με τους συμβατικούς μετρητές BCD, δεν χρειάζονται αποκωδικοποιητή από BCD σε 7 τμήματα

3) Χρησιμοποιείται ως διαχωριστής συχνοτήτων.

4) Έχουν επίσης μια πρόσθετη έξοδο όπως "Ungated C segment" και "Carry Out" που είναι πολύ χρήσιμο για την κατασκευή ρολογιών

ΣΗΜΕΙΩΣΗ - Αυτό το IC έχει ενεργές υψηλές εξόδους, ώστε να μπορεί να οδηγήσει μόνο κοινά LED καθόδου επτά τμημάτων, οπότε βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε το ίδιο.

Το σήμα 2Hz εισέρχεται στην είσοδο CLK (ακίδα 1) μέσω R3, R4, R5. Ο κύκλος καταμέτρησης 10 μειώνεται σε 2 χρησιμοποιώντας την είσοδο επαναφοράς (καρφίτσα 15). Δεδομένου ότι δεν έχει έξοδο BCD, συνδέουμε την είσοδο επαναφοράς στην έξοδο τμήματος g. Το τμήμα g δεν είναι ενεργό για τα ψηφία 0 και 1, αλλά είναι ενεργό (υψηλό) για το ψηφίο 2. Επομένως, όταν ο μετρητής φτάσει στην κατάσταση 2, επανέρχεται σχεδόν αμέσως και μπαίνει στην κατάσταση 0. Έτσι, μόνο τα ψηφία 0 και 1 εναλλακτικό με συχνότητα.

UNGATED C SEGMENT - Αυτός ο πείρος όταν δίνεται καθώς το ρολόι διαιρεί την εσωτερική συχνότητα με 10.

ΠΡΑΓΜΑΤΟΠΟΙΗΣΗ - Αυτό το pin επίσης κάνει το ίδιο.

Η μόνη διαφορά μεταξύ τους μπορεί να γίνει οπτικοποιώντας το διάγραμμα χρονισμού που έχω ανεβάσει.

4013 IC - Αυτό το IC χρησιμοποιείται για την επαναφορά των σχεδόν πανομοιότυπων κυκλωμάτων δευτερολέπτων και λεπτών. Και οι δύο χρησιμοποιούν το 1/2 του 4013 για να δημιουργήσουν έναν παλμό επαναφοράς όταν οι δεκάδες μονάδες φτάσουν το έξι. Αυτό επιτυγχάνεται όταν ο πείρος "Carry Out" στον μετρητή δεκάδων μονάδων (4026) ανεβαίνει ψηλά με τον αριθμό "5" να ακολουθείται από το "Clock In" να ανεβαίνει ψηλά στον αριθμό "6". Αυτό αλλάζει την έξοδο "Q not" του 4013, η οποία στη συνέχεια επαναφέρει το 4026. Στη συνέχεια μετρά από 0 έως 5. Οι μετρητές μονάδων διαιρούνται ευθεία με μετρητές δέκα ή δεκαετιών.

Βήμα 4: Αυτό το βήμα είναι σε συνέχεια του προηγούμενου

4013 - Αυτό το IC χρησιμοποιείται δύο φορές στο κύκλωμα -

1) Αυτό το IC χρησιμοποιείται με δευτερόλεπτα και λεπτά χειρός του ρολογιού που είναι σχεδόν πανομοιότυπα. Και οι δύο χρησιμοποιούν το 1/2 ενός 4013 για να δημιουργήσουν έναν παλμό επαναφοράς όταν οι δεκάδες μονάδες φτάσουν το έξι. Αυτό επιτυγχάνεται όταν ο πείρος "Carry Out" στον μετρητή δεκάδων μονάδων (4026) ανεβαίνει ψηλά με τον αριθμό "5" να ακολουθείται από το "Clock In" να ανεβαίνει ψηλά στον αριθμό "6". Αυτό αλλάζει την έξοδο "Q not" του 4013, η οποία στη συνέχεια επαναφέρει το 4026. Στη συνέχεια μετρά από 0 έως 5. Οι μετρητές μονάδων διαιρούνται ευθεία με μετρητές δέκα ή δεκαετιών.

2) Για την παροχή της μορφής 12 ωρών, ένα 4013 μετρά δεκάδες ώρες συν λειτουργεί με το 4001 για επαναφορά και στη συνέχεια εισάγετε έναν επιπλέον αριθμό στις μονάδες ωρών όταν επιτευχθούν 13 ώρες. Αυτό μετράει από 1 έως 12 ώρες. Μέρος αυτού επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας μια ειδική έξοδο στο 4026, το τμήμα "c", το οποίο είναι διαθέσιμο ανεξάρτητα από την κατάσταση ED. Αυτή η έξοδος "c" είναι χαμηλή μόνο όταν η καταμέτρηση είναι στο "2" και ανεβαίνει ψηλά στον αριθμό "3". Έτσι ανιχνεύεται η καταμέτρηση των ωρών του "13".

4001 - Αυτό το IC χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τα 4026 και 4013 για το δεξιόμετρο των ωρών του ρολογιού και για να επαναφέρετε το πλήθος των ωρών του ρολογιού σε 1 αντί για 0.

MOSFET 2N7000- Αυτό το Mosfet χρησιμοποιείται ως διακόπτης για να ενεργοποιήσετε το τελευταίο led επτά τμημάτων όταν το ρολόι φτάσει σε ώρα 9:59:59

Βήμα 5: Μερικές εικόνες από το έργο

Ελπίζω να σας άρεσε το έργο. Ανέβασα επίσης το βίντεο, αν έχετε κάποιο σχετικά με αυτό το έργο, παρακαλώ τοποθετήστε το στα σχόλια παρακάτω, θα χαρώ πολύ να απαντήσω σε αυτό.