Цифровые часы с использованием 4026 и 4060: 5 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Этим летом я прошел курс «Цифровая электроника» в моем колледже. Я узнал о шлепанцах, счетчиках и многом другом. Так что я подумал, что было бы здорово, если бы я занялся проектом, связанным с цифровой электроникой, и отсюда начался проект цифровых часов. На завершение проекта ушло около 2 недель. Я начал с TTL IC и сделал блок-схему, показанную ниже, но возникла проблема с этим дизайном, как вы можете видеть на блок-схеме, он использует слишком много IC, что делает проект очень дорогим и потребляет много энергии, а батарея разряжается довольно сильно. рано. При использовании этой конструкции вам потребуется как минимум 3 или 4 макета, что обеспечит вам много места.

Если кто-то все еще хочет реализовать этот проект с использованием микросхем TTL, я загрузил схемы минут и секундной стрелки часов с использованием микросхем 7490 и 7492.

Теперь мне нужно было использовать какой-то другой вариант, поэтому я сделал часы с использованием очень известной CMOS-микросхемы 4026.

Шаг 1: Технические характеристики

1. Часы должны отображать часы, минуты и секунды.
2. Часы должны работать от батарейки.
3. Он должен быть энергоэффективным.
4. У него должен быть режим установки времени.
5. Детали должны быть легко доступны.
6. Должен занимать меньше места.

Шаг 2: Необходимые детали

1. CD4026B IC * 6
2. CD4013 IC * 2
3. CD4060 IC * 1
4. CD4001 IC * 1
5. Общий катод 7 сегментный светодиод * 6
6. кварцевый генератор частотой 32, 768 Гц
7. Резистор - 100к, 10к * 2, 1к * 1, 470к * 1, 1М * 1
8. конденсатор - 0,01 мкФ, 22 пФ * 2
9. кнопка * 2
10. аккумулятор 9v
11. МОП-транзистор 2N7000

Шаг 3: Описание схемы

Я загрузил схему часов, и теперь я объясню, что делает каждая часть этих часов.

1. 4060 IC - Эта ИС состоит из 14 триггеров «ведущий-ведомый» и генератора с частотой, которая управляется либо кристаллом, либо RC-цепочкой, подключенной извне. Выход каждого триггера подает сигнал следующего, а частота на каждом выходе равна половине частоты предыдущего. Состояние счетчика увеличивается на отрицательном фронте Osc In. Сброс с активным высоким уровнем является асинхронным и отключает генератор, чтобы обеспечить очень низкое энергопотребление во время работы в режиме ожидания. Схема таймера построена на CD4060, который представляет собой 14-ступенчатый двоичный счетчик, делитель и осциллятор с переносом пульсации. Встроенный генератор является основной особенностью этой ИС, поэтому его можно использовать во многих приложениях, таких как флешер, тактовый генератор в схемах таймера. На изображении ниже показано расположение выводов ИС:

Схема 4060 (IO1) делит частоту кристалла 32 768 Гц с помощью 14-ступенчатого двоичного предварительного делителя частоты до частоты 2 Гц. Эта частота 2 Гц подается на тактовый вывод 1 микросхемы 4026 IC.

Два переключателя используются для установки времени и достигаются с помощью вывода 4060 за счет увеличения частоты, которая подается на 4026 IC.

Первый переключатель, который имеет более низкую частоту из двух, используется для установки минут в часах.

Второй переключатель, который имеет более высокую частоту, используется для установки часов в часах.

2. CD4026B - Эта микросхема имеет четыре использования в схеме.

I) Он используется для обеспечения тактовой частоты схемы.

2) Используется как декодер, у них есть прямые выходы на 7-сегментный дисплей. В отличие от обычных счетчиков BCD, им не нужен декодер от BCD до 7 сегментов.

3) Используется как делитель частоты.

4) У них также есть дополнительный выход, такой как "Ungated C segment" и "Carry Out", который очень полезен для создания часов.

ПРИМЕЧАНИЕ. Эта ИС имеет активные высокие выходы, поэтому она может управлять только семисегментными светодиодами с общим катодом, поэтому убедитесь, что вы используете то же самое.

Сигнал 2 Гц поступает на его вход CLK (контакт 1) через R3, R4, R5. Цикл счета 10 сокращается до 2 с помощью входа сброса (вывод 15). Поскольку у него нет выходов BCD, мы подключаем вход сброса к выходу сегмента g. Сегмент g неактивен для цифр 0 и 1, но он активен (высокий) для цифры 2. Поэтому, когда счетчик достигает состояния 2, он почти сразу сбрасывается и переходит в состояние 0. Таким образом, только цифры 0 и 1 чередуется с частотой.

UNGATED C SEGMENT - Этот вывод, когда тактовый генератор делит внутреннюю частоту на 10.

ВЫПОЛНЕНИЕ - эта булавка также делает то же самое.

Единственное различие между ними можно сделать, визуализировав их временную диаграмму, которую я загрузил.

4013 IC - Эта микросхема используется для сброса практически идентичных схем секунд и минут. Оба они используют 1/2 от 4013 для создания импульса сброса, когда десятки единиц достигают шести. Это достигается, когда вывод «Carry Out» на счетчике десятков (4026) становится высоким, а счет «5», за которым следует «Clock In», становится высоким на счетчике «6». Это переключает выход «Q not» 4013, который затем сбрасывает 4026. Затем он считает от 0 до 5. Счетчики единиц делятся прямо на десять или десятичные счетчики.

Шаг 4: этот шаг является продолжением предыдущего

4013 - Эта микросхема используется в схеме дважды -

1) Эта микросхема используется с секундной и минутной стрелками часов, которые практически идентичны. оба используют 1/2 от 4013 для создания импульса сброса, когда десятки единиц достигают шести. Это достигается, когда вывод «Выполнить» на счетчике десятков (4026) становится высоким, а счет «5», за которым следует «Clock In», становится высоким на счетчике «6». Это переключает выход «Q not» 4013, который затем сбрасывает 4026. Затем он считает от 0 до 5. Счетчики единиц делятся прямо на десять или десятичные счетчики.

2) Чтобы обеспечить 12-часовой формат, 4013 считает десятки часов плюс работает с 4001, чтобы сбросить, а затем вставить дополнительный счет в единицы часов, когда будет достигнуто 13 часов. Это позволяет отсчитывать от 1 до 12 часов. Частично это достигается за счет использования специального выхода на 4026, сегмента «c», который доступен независимо от состояния ED. Этот выход «c» низкий только тогда, когда счет равен «2», и становится высоким на счетчике «3». Так определяется счетчик часов «13».

4001 - Эта микросхема используется вместе с 4026 и 4013 для подсчета десятков часов на часовой стрелке и для сброса отсчета единиц часовой стрелки на 1 вместо 0.

МОП-транзистор 2N7000 - этот МОП-транзистор используется в качестве переключателя для включения последнего семи сегментного светодиода, когда часы достигают времени 9:59:59.

Шаг 5: несколько изображений из проекта

Надеюсь, вам понравился проект. Я также загрузил видео, если у вас есть какие-либо сведения об этом проекте, пожалуйста, оставьте его в комментариях ниже, я буду очень рад ответить на него.