Digitális óra kristályoszcillátor és papucs segítségével: 3 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Az órák szinte minden típusú elektronikában megtalálhatók, ezek minden számítógép szívverése. Az összes szekvenciális áramkör szinkronizálására szolgálnak. számlálóként is használják az idő és a dátum nyomon követésére. Ebben az utasításban megtudhatja, hogyan számítanak a számítógépek, és lényegében hogyan működik a digitális óra papucs és kombinációs logika segítségével. A projekt több modulra van bontva, amelyek mindegyike egy bizonyos funkciót lát el.

Kellékek

Ehhez az oktatáshoz néhány előzetes tudásra lesz szüksége:

• Digitális logikai fogalmak
• Multisim szimulátor (opcionális)
• Az elektromos áramkörök megértése

1. lépés: Az időalapú modul felépítése

A digitális óra mögött meghúzódó koncepció lényege, hogy lényegében számoljuk az óra ciklusokat. Az 1 Hz -es óra másodpercenként impulzust generál. a következő lépésekben látni fogjuk, hogyan tudjuk megszámolni ezeket a ciklusokat, hogy az óránk másodperceit, perceit és óráit alkotja. Az 1 Hz -es jel generálásának egyik módja egy kristályos oszcillátor áramkör használata, amely 32,768 kHz -es jelet állít elő (mint a fent i, amelyet áttört oszcillátornak nevezünk), amelyet aztán feloszthatunk egy papucslánc segítségével. A 32,768 kHz -et azért használják, mert magasabb, mint a maximális hallási frekvenciánk, amely 20 kHz, és 2^15. Ennek az a fontos oka, hogy egy J-K flip flop kimenet a bemeneti jel pozitív vagy negatív szélén (az FF-től függ) be- és kikapcsol, ezért a kimenet gyakorlatilag az eredeti bemenet felének megfelelő frekvencián történik. Ugyanígy, ha 15 papucsot láncolunk, feloszthatjuk a bemeneti jel frekvenciáját, hogy megkapjuk az 1 Hz -es jelünket. Csak egy 1 Hz -es impulzusgenerátort használtam, hogy felgyorsítsam a szimulációs időt Multisim -ben. Azonban egy kenyértáblán nyugodtan felépítheti a fenti áramkört, vagy használhat DS1307 modult.

2. lépés: A másodpercszámláló felépítése

Ez a modul két részre oszlik. Az első rész egy 4 bites számláló, amely 9-ig számít, ami az 1-es helyét foglalja el. A második rész egy 3 bites számláló, amely 6-ig számol, ami a 10-es helyét teszi ki.

Kétféle számláló létezik, egy szinkronszámláló (ahol az óra az összes FF -hez van csatlakoztatva) és egy aszinkron számláló, ahol az órát az első FF -hez táplálják, és a kimenet a következő FF órájaként működik. Aszinkron számlálót használok (más néven hullámzásmérőt). Az elképzelés az, hogy ha magas jelet küldünk az FF „J” és „K” bemenetére, akkor az FF a bemenő óra minden egyes ciklusában váltani fog. Ez azért fontos, mert az első FF minden 2 kapcsolója kapcsolóval készül az egymást követő FF -ben és így tovább az utolsóig. Ezért a bemeneti órajel ciklusainak számával egyenértékű bináris számot állítunk elő.

Amint fentebb látható, balra az én áramköröm teszi a 4 bites felszámolót az 1 helyére. Alatta egy Reset áramkört valósítottam meg, ez alapvetően egy ÉS kapu, amely magas jelet küld a Flip Flops reset gombjára, ha a számláló kimenete 1010 vagy 10 tizedes. Ezért az ÉS kapu kimenete 1 impulzus per 10 másodperc jel, amelyet a 10 -es hely számlálójának bemeneti órájaként fogunk használni.

3. lépés: Összerakni

Ugyanezen logika szerint folytathatjuk a számlálók halmozását a jegyzőkönyv és az óra összeállításához. Még tovább is mehetünk, és számolhatunk napokat, heteket, sőt éveket. létrehozhatja ezt egy kenyérsütő táblán, ideális esetben azonban az RTC (valós idejű óra) modult használja a kényelem érdekében. De ha inspirációt érez, akkor alapvetően szüksége van:

19 J-K papucs (vagy 10 Dual J-K IC, például az SN74LS73AN)

• 1 Hz bemeneti forrás (használhat DS1307 modult, amely 1 Hz -es négyzethullámot generál)
• 6 bináris és 7 szegmenses dekódoló (például a 74LS47D)
• 23 inverter, 7 3 bemenetű ÉS kapu, 10 2 bemenetű ÉS kapu, 3 4 bemenetű ÉS kapu, 5 VAGY kapu
• Hat 7 szegmenses hatlapú kijelző

Remélem, ebből az oktatóanyagból megtanulta, hogyan működik a digitális óra, kérdezzen bátran!