Санарип саат бирок микроконтроллерсиз [Hardcore Electronics]: 13 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Микроконтроллер менен микросхемаларды куруу абдан оңой, бирок биз микроконтроллердин жөнөкөй тапшырманы аткаруу үчүн аткарган эмгектерин таптакыр унутуп калабыз (ал тургай, ледди жандыруу үчүн). Ошентип, санариптик саатты нөлдөн толугу менен жасоо канчалык кыйын болмок? Эч кандай коддоо жана микроконтроллер жок жана аны чындап HARDCORE кылуу үчүн, эч кандай басып чыгарылган платаларды колдонбостон, схеманы perf-board түзүңүз.

Бул чындыгында саат логикасынын иштешинен эмес, биз бул компоненттердин бардыгын схеманы компакттуу тактада кантип курганыбыздан улам жасоо кыйын болгон долбоор.

Бул долбоор 2018-жылы ушул үйрөткүчтүн (автор: hp07) жетеги менен жазылган, бул байланыштын жана колдонулган компоненттердин санынан улам, тактага куруу абдан кыйын болмок. Ошентип, мен татаалдыкты азайтуу үчүн интернетте бир аз казып көрдүм, бирок дагы эле аны тактайда курууну кыйла жөнөкөй жана кыйын кылдым.

Башка шилтемелер: scopionz, danyk

Жабдуулар

Бул проекти оңой эле аткарууга жардам бере турган продукциялардын тизмеси

(Өнөктөштүк шилтемеси)

• IC 4026:
• IC 555:
• IC 7411:
• 7 сегменттүү дисплей:
• Потенциометр:
• Резисторлор топтому:
• Диод:
• Конденсаторлор топтому:
• Баскыч:
• Толуктоо тактасы:
• Акрил барагы:
• Күч адаптери:
• Скамейканын электр булагы:
• осциллограф комплект:
• Санариптик саат комплект:

1 -кадам: Убакыт түшүнүгү [бирок NOOBS үчүн]

Биринчиден, биз бул санариптик саатты курууга өтүүдөн мурун бир нече суроолорго жоопту түшүнүшүбүз керек! биз кантип убакытты көзөмөлдөйбүз жана убакытты кантип аныктай алабыз?

Бул көйгөйдү чечүү өтө жөнөкөй (эгерде сиз өзүңүздү козголоңчу өспүрүм катары элестетсеңиз жана бир кылым бою физиктер эч качан башын чийбесе). Бул чечимге кандай жол менен барарыбыз интуитивдүү болушу мүмкүн, мында биз кантип убакытты көзөмөлдөп, кийинчерээк убакытты кантип аныктай аларыбызды көрөбүз.

Саатты 0-60 жана 0-24кө чейинки сандарды эсептей турган эсептегич катары карап көрөлү (азырынча 24 саат жөнүндө гана тынчсызданалы) бул маани ашса, аны кийинки жогорку көрсөткүчкө жеткирет [Seconds -> Minutes -> Сааттар-> Күндөр-> Айлар-> Жылдар].

Бирок биз бул жерде негизги нерсени жоготуп жатабыз, бул эсептегичтин маанисин качан жогорулатышыбыз керек? Келгиле, физиканын жөнөкөй аныктамасын карап көрөлү

"Экинчиси, цезий жыштыгынын numer, цезий 133 атомунун жер абалынын гиперфиникалык өтүү жыштыгынын сандын барабар сандык маанисин алуу менен аныкталат. -1."

Эгерде сиз түшүнүктү түшүнгөн болсоңуз, анда теориялык физиканы алып, электрониканы ташташыңыз керек!

Кандай болбосун, жөнөкөйлүк үчүн, цезий атомунун 9 миллиард ирет дирилдөө убактысы келди деп ойлойбуз. Эми эсептегичти секундага көбөйткөнүңүздө, же цезий атомунун 9 миллиард ирет дирилдеши үчүн убакыт талап кылынат! Буга, эгерде биз логиканы секундалар мүнөткө, мүнөттөр 60ка жеткенде саатка жеткире тургандай кылып кошо алсак (жана саат 24кө кайтарылат). Бул биз күткөн толук функционалдуу саатты берет.

Эми, келгиле, таза электрониканын кандайдыр бир сыйкырчылыгы менен теорияны кантип ишке ашыра аларыбызды карап көрөлү!

2 -кадам: Жети сегментти көрсөтүү

Келгиле, адегенде санды (же убакытты) көрсөтүү жолун табалы. 7-сегменттүү дисплейлер бул түзүлүш үчүн идеалдуу болушу керек, анткени ал ретро көрүнүш берет, жана бул дагы рынокто бар эң жөнөкөй дисплейдин бири, ал ушунчалык жөнөкөй, ал 7 LEDден турат (8 LED, эгер чекит болсо) LED, эсептелген) чоңураак маанини көрсөтүү үчүн бир нече 7 сегменттүү дисплейлердин жанына жайгаштырыла турган тамгалык-сандык баалуулуктарды көрсөтүү үчүн акылдуу түрдө жайгаштырылган.

Бул 7 сегменттүү дисплейдин 2 түрү бар.

ЖАЛПЫ КАТОД: Лидердин бардык -ve терминалы жалпы чекитке, андан кийин бул жалпы чекит жерге (GND) туташкан. Эми, сегменттин каалаган бөлүгүн күйгүзүү үчүн, ошол сегменттин тиешелүү +ve пинине a +ve чыңалуу колдонулат.

CATHODE ANODE: LEDдын бардык +ve терминалы жалпы чекитке, андан кийин бул жалпы чекит VCCге туташкан. Эми сегменттин каалаган бөлүгүн күйгүзүү үчүн ошол сегменттин тиешелүү -ve пинине -ve чыңалуусу колдонулат.

Биздин колдонмо үчүн биз 7 сегменттүү дисплейдин жалпы катоддук версиясын колдонобуз, анткени биз колдоно турган санариптик IC жогорку сигналды чыгарат (+сигнал).

Бул дисплейдин ар бир сегменти сааттын жебеси боюнча Адан Гга чейин аталат жана дисплейдеги чекит (же чекит) 'p' деп белгиленген, сегменттерди тиешелүү алфавиттери менен эстеп көрүңүз, алар аны санарипке туташтыруу үчүн ыңгайлуу болот. ICs.

3 -кадам: Жети сегменттин дисплейин жайгаштыруу

Бул кадам бир аз татаал болот, анткени тактайдын так өлчөмүн табуу өтө кыйын жана сиз таба албай калышыңыз мүмкүн. Эгер ушундай болсо, анда сиз 2 перформанды бириктирип, чоңураак кылып жасай аласыз.

7-сегменттүү дисплейди коюу өтө жөнөкөй, секунда, мүнөт жана саатты айырмалай алуу үчүн дисплейди туура аралык менен бирдей жайгаштырыңыз (ледди жайгаштыруу үчүн сүрөттү караңыз).

Эгерде сиз байкасаңыз, мен дисплейдин ар бир пини үчүн 100 Ом резисторлорун колдонуп жатам, бул толугу менен эстетика үчүн жана бул көп резисторлорду колдонуунун кажети жок. Эгерде сиз 7 сегменттүү дисплейдин жалпы пини менен жердин ортосуна 470ohm каршылыгын койсоңуз, анда ал жетишерлик жакшы болушу керек. (Бул резисторлор LED аркылуу өтө турган токту чектөө үчүн колдонулат)

Бул схемада көп нерселер бар болгондуктан, мен эмне кылып жатканымды унутпаш үчүн, мен 7 сегменттүү дисплей казыктарын алфавиттик ырааттуулукта жана жерге схеманын чокусуна чейин ширеттим. Бул пайдасыз жана татаал көрүнөт, бирок мага ишениңиз, бул сиздин ишиңизди жеңилдетет.

Бул схеманы куруп жатып, мен 7 сегменттүү дисплей жөнүндө сонун трюк таптым, эгерде сиз 7 сегменттин дисплейин тескери буруп койгон болсоңуз, анда дисплейди толугу менен өчүрүп, кайра сатууга туура келбейт. G жана P пиндеринен башка ар бир пин ошол бойдон калат, жөн эле секирүүчү зымды кошуу менен сиз көйгөйдү чече аласыз. (Мен бул маселени көрсөтүү үчүн жашыл секирүүчү зымды колдонгон акыркы 2 сүрөттү текшериңиз).

4 -кадам: эсептегич

"loading =" жалкоо"

Санариптик схемаларга келгенде, ЖОГОРУ же ТӨМӨН деген 2 гана абал бар (бинардык: 0 же 1). Муну биз коммутатор менен байланыштыра алабыз, которгуч КҮЙҮК болгондо, биз муну ЖОГОРУ логика деп айта алабыз жана которгуч ӨЧҮРҮЛГӨНдө, биз аны ЛОГИКА төмөн деп айта алабыз. Эгерде сиз КҮЙГҮЗҮП жана ӨЧҮРҮП койсоңуз, ON жана OFF ортосунда ырааттуу убакыт менен өчүргүчтү өчүрө аласыз, сиз төрт бурчтуу толкун сигналын түзө аласыз.

Эми экөөнү тең жана жогорку жана төмөн сигналдарды бирге жаратууга кеткен убакыт Убакыт мезгили деп аталат. Эгерде сиз которгучту 0,5секке күйгүзүп, өчүргүчтү 0,5сек өчүрө алсаңыз, анда бул сигналдын убактысы 1секунд болот. Ошо сыяктуу эле, которгучтун секундада күйгүзүлүп жана өчүрүлүшүнүн саны Frequency деп аталат.

[Мисалы: 4Гц -> 4 жолу күйгүзүү жана 4 жолу өчүрүү]

Бул адегенде анча деле пайдасы жоктой сезилиши мүмкүн, бирок бул сигналдын убактысы бардыгын санариптик микросхемаларда шайкештештирип туруу үчүн абдан зарыл, ошол себептен саат сигналдары бар кээ бир санариптик схемалар синхрондук схемалар деп аталат.

Эгерде биз 1 Гц квадрат толкунду түзө алсак, биз санагыбызды секунд сайын санариптик сааттын секундасына көбөйтө алабыз. Бул жердеги түшүнүк дагы деле бүдөмүк, анткени цезий атомунун 9 миллиард ирет дирилдешине убакыт керек (биз 1-кадамда көргөндөй), анткени бул бизге бир секунд берет. Биздин схеманы колдонуунун мындай тактыгы мүмкүн эмес, бирок биз бир секунддун болжолун берүү үчүн осциллографты (убакыт алдын ала калибрленген) колдонсок, жакшыраак кыла алабыз.

7 -кадам: Сааттын схемасын тандоо

Саат импульс генераторун куруунун көптөгөн жолдору бар. Бирок бул жерде мен 555 таймер IC колдонгонумдун бир нече себептери жана эмне үчүн колдонбошуңуз керек болгон бир нече себептер бар.

Артыкчылык

• Район өтө жөнөкөй (башталгыч достук)
• Өтө кичинекей изди талап кылат
• саат жыштыгын жөндөө оңой
• Чыңалуунун кеңири спектри болушу мүмкүн (Биздин санарип саат схемасы үчүн зарыл эмес)

Кемчилиги

• Сааттын тактыгы так эмес
• Саат сигналы температура/ нымдуулукка олуттуу таасир этиши мүмкүн
• Сааттын убактысы резисторлорго жана конденсаторлорго байланыштуу

Жыштык генераторуна же саат импульс генераторуна альтернатива: Кристалл осциллятору, Бөлүү жыштыгы

8 -кадам: Сааттын схемасын жайгаштыруу

Сааттын схемасын санариптик сааттын секунд бөлүгүнүн астына коюңуз, бул IC 4026 менен IC 555тин ортосундагы байланышты жеңилдетет.

Бул учурда, ар бир схемадан кийин сүрөткө тартуу таптакыр пайдасыз болчу, анткени чынжырлар ар кандай багытта айланып бараткан көптөгөн зымдар менен өтө татаалдашат. Ошентип, чынжырдын калган бөлүгүнө тынчсызданбастан, өзүнчө саат схемасын куруңуз, жана муну бүтүргөндөн кийин, 555 таймер ICнин чыгышын (пин 3) IC 4026 сааттык пинине туташтырыңыз.

9 -кадам: Логиканы которуу/көбөйтүү

Ремикс сынагында экинчи орунду ээледи