Digitální hodiny používající 4026 a 4060: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Letos v létě jsem na vysoké škole absolvoval kurz „Digitální elektronika“. Dozvěděl jsem se o žabkách, počítadlech a mnoho dalšího. Tak jsem si řekl, že by bylo skvělé, kdybych udělal projekt související s digitální elektronikou a odtud začal projekt digitálních hodin. Dokončení projektu trvalo přibližně 2 týdny. Začal jsem s TTL IC a vytvořil jsem blokové schéma uvedené níže, ale tam byl problém s tímto designem, jak můžete vidět v blokovém schématu, který používá příliš mnoho IC, takže projekt je velmi drahý a vzal by hodně energie a baterie by se docela vybila brzy. Při použití tohoto designu potřebujete alespoň 3 nebo 4 prkénka, což vám zajistí spoustu místa.

Pokud někdo stále chce dělat tento projekt pomocí integrovaných obvodů TTL, nahrál jsem schémata minut a sekundové ručičky hodin pomocí integrovaných obvodů 7490 a 7492.

Nyní jsem potřeboval použít nějakou jinou možnost, takže jsem hodiny vytvořil pomocí velmi slavného 4026 IC CMOS.

Krok 1: Specifikace

1. Hodiny by měly mít hodiny, minuty a sekundy.
2. Hodiny by měly být napájeny baterií.
3. Mělo by být energeticky účinné.
4. Měl by mít režim nastavení času.
5. Díly by měly být snadno dostupné.
6. Měl by zabírat méně místa.

Krok 2: Potřebné součásti

1. CD4026B IC *6
2. CD4013 IC *2
3. CD4060 IC *1
4. CD4001 IC *1
5. LED se společnou katodou 7 segmentů *6
6. krystalový oscilátor kmitočtu 32, 768 Hz
7. Rezistor - 100k, 10k*2, 1k*1, 470k*1, 1M*1
8. kondenzátor - 0,01uf, 22pf*2
9. tlačítko *2
10. baterie 9v
11. MOSFET 2N7000

Krok 3: Popis obvodu

Nahrál jsem schéma hodin a nyní vysvětlím, co každá část těchto hodin dělá.

1. 4060 IC - Tento IC se skládá ze 14 klopných obvodů master -slave a oscilátoru s frekvencí, která je řízena buď krystalem, nebo externě připojeným RC obvodem. Výstup každého klopného obvodu přivádí další a frekvence na každém výstupu je poloviční než u předchozího. Stav čítače postupuje na zápornou hranu Osc In. Aktivní vysoký reset je asynchronní a deaktivuje oscilátor, aby umožňoval velmi nízkou spotřebu energie během pohotovostního režimu. Obvod časovače je postaven kolem CD4060, což je 14stupňový binární čítač, dělič a oscilátor zvlnění. Vestavěný oscilátor je hlavní vlastností tohoto integrovaného obvodu, a proto jej lze použít v mnoha aplikacích, jako je blikač, generátor hodin v obvodech časovače. Níže uvedený obrázek ukazuje rozložení pinů IC:

Obvod 4060 (IO1) dělí krystalovou frekvenci 32 768 Hz pomocí 14stupňového binárního prescaleru na frekvenci 2 Hz. Tato frekvence 2 Hz je přivedena na hodinový pin 1 IC 4026.

Dva přepínače se používají k nastavení času a je dosaženo pomocí 4060 pinů zvýšením frekvence, která je přiváděna na 4026 IC.

První přepínač, který má nižší frekvenci těchto dvou, slouží k nastavení minut v hodinách.

Druhý přepínač, který má vyšší frekvenci, se používá k nastavení hodin v hodinách.

2. CD4026B - Tento IC má v obvodu čtyři použití

I) Slouží k poskytování hodin obvodu.

2) Používá se jako dekodér, který má přímé výstupy pro 7segmentový displej. Na rozdíl od běžných čítačů BCD nepotřebují dekodér z BCD na 7 segmentů

3) Používá se jako dělič frekvence.

4) Mají také další výstup jako „segment Ungated C“a „Carry Out“, který je velmi užitečný při výrobě hodin

POZNÁMKA - Tento IC má aktivní vysoké výstupy, takže může pohánět pouze běžné katodové sedmisegmentové diody LED, takže se ujistěte, že používáte totéž.

2Hz signál vstupuje na jeho vstup CLK (pin 1) přes R3, R4, R5. Cyklus počítání 10 se zkrátí na 2 pomocí resetovacího vstupu (pin 15). Protože nemá žádné BCD výstupy, připojujeme resetovací vstup k výstupu segmentu g. Segment g není aktivní pro číslice 0 a 1, ale je aktivní (vysoký) pro číslici 2. Proto když čítač dosáhne stavu 2, téměř okamžitě se resetuje a dostane se do stavu 0. Tedy pouze číslice 0 a 1 střídat s frekvencí.

UNGATED C SEGMENT - Tento pin, pokud je uveden jako hodiny, rozděluje vnitřní frekvenci o 10.

CARRY OUT - Tento pin také dělá totéž.

Jediný rozdíl mezi nimi lze udělat vizualizací jejich časového diagramu, který jsem nahrál.

4013 IC - Tento IC se používá k resetování prakticky identických sekundových a minutových obvodů. Když desítky jednotek dosáhnou šesti, použijí 1/2 ze 4013 k vytvoření resetovacího impulsu. Toho je dosaženo, když pin „Carry Out“na počítadle desítek jednotek (4026) stoupne vysoko s počtem „5“a následně „Clock In“bude vysoko v počtu „6“. Tím se přepíná výstup 4013 „Q not“, který pak resetuje 4026. Počítá se pak od 0 do 5. Čítače jednotek jsou děleny rovnou deseti nebo desetiletými čítači.

Krok 4: Tento krok pokračuje v předchozím

4013 - Tento integrovaný obvod je použit dvakrát v obvodu -

1) Tento IC se používá s sekundami a minutami ručiček hodin, které jsou do značné míry totožné. oba používají 1/2 4013 k vytvoření resetovacího impulsu, když desítky jednotek dosáhnou šesti. Toho je dosaženo, když kolík „Carry Out“na počítadle desítek jednotek (4026) stoupne vysoko s počtem „5“a následně „Clock In“bude vysoko v počtu „6“. Tím se přepíná výstup 4013 „Q not“, který pak resetuje 4026. Počítá se pak od 0 do 5. Čítače jednotek jsou děleny rovnou deseti nebo desetiletými čítači.

2) Aby poskytl 12hodinový formát, 4013 počítá desítky hodin plus pracuje s 4001 na resetování a poté vloží další počet do jednotek hodin, když je dosaženo 13 hodin. Díky tomu se počítá od 1 do 12 hodin. Část toho je dosažena využitím speciálního výstupu na 4026, segmentu „c“, který je k dispozici nezávisle na stavu ED. Tento výstup „c“je nízký pouze tehdy, když je počet na „2“a stoupá na počet „3“. Takto je detekován počet hodin „13“.

4001 - Tento integrovaný obvod se používá ve spojení s 4026 a 4013 k desítkové hodinové hodině a k resetování počtu hodinové ručičky hodin na 1 místo 0.

MOSFET 2N7000- Tento mosfet se používá jako spínač k zapnutí posledních sedmi segmentových LED, když hodiny dosáhnou času 9:59:59

Krok 5: Několik obrázků z projektu

Doufám, že se vám projekt líbil. Také jsem nahrál video, pokud máte nějaké dotazy týkající se tohoto projektu, napište jej prosím níže do komentářů. Rád na něj odpovím.