ไม่นานมานี้ฉันขุดคุ้ยกล่องส่วนประกอบเก่า ฉันกำลังมองหาสิ่งอื่น แต่หยุดเมื่อตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซสองสามตัวตกอยู่ในมือของฉัน ครั้งหนึ่ง (เมื่อนานมาแล้ว) ฉันได้มาจากเครื่องคิดเลขเก่าๆ
ฉันจำได้… เมื่อสามสิบปีที่แล้ว ตัวบ่งชี้หกตัวเป็นสมบัติชิ้นเล็กๆ ใครก็ตามที่สามารถสร้างนาฬิกาบนลอจิก TTL ด้วยอินดิเคเตอร์ดังกล่าวได้นั้นถือเป็นผู้เชี่ยวชาญที่เชี่ยวชาญในสาขาของเขา
ไฟแสดงการปล่อยก๊าซเรืองแสงดูอุ่นขึ้น หลังจากนั้นไม่กี่นาที ฉันก็สงสัยว่าตะเกียงเก่าๆ เหล่านี้จะใช้ได้หรือเปล่า และฉันก็อยากจะทำอะไรกับมันบ้าง ตอนนี้มันง่ายมากที่จะสร้างนาฬิกา เพียงพอแล้วที่จะใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ...
ในเวลาเดียวกันฉันชอบการเขียนโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ในภาษาต่างๆ ระดับสูงฉันตัดสินใจที่จะเล่นเล็กน้อย ฉันพยายามออกแบบนาฬิกาปล่อยก๊าซแบบดิจิตอลที่เรียบง่าย
วัตถุประสงค์ของการออกแบบ
ฉันตัดสินใจว่านาฬิกาควรมีหกหลักและควรตั้งเวลา จำนวนเงินขั้นต่ำปุ่ม นอกจากนี้ ฉันต้องการลองใช้ตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ที่พบมากที่สุดสองสามตระกูลจากผู้ผลิตหลายราย ผมตั้งใจจะเขียนโปรแกรมด้วยภาษาซี
ตัวบ่งชี้การคายประจุต้องใช้ไฟฟ้าแรงสูงในการทำงาน แต่ฉันไม่ต้องการจัดการกับแรงดันไฟหลักที่เป็นอันตราย นาฬิกาต้องใช้ไฟ 12V ที่ไม่เป็นอันตราย
เนื่องจากเป้าหมายหลักของฉันคือการเล่น คุณจะไม่พบคำอธิบายของการออกแบบกลไกและภาพวาดของเคสที่นี่ หากต้องการ คุณสามารถเปลี่ยนนาฬิกาได้ตามรสนิยมและประสบการณ์ของคุณ
นี่คือสิ่งที่ฉันได้รับ:
- การแสดงเวลา: HH MM SS
- สัญญาณเตือน: HH MM --
- โหมดแสดงเวลา: 24 ชม
- ความแม่นยำ ±1 วินาทีต่อวัน (ขึ้นอยู่กับแร่ควอตซ์)
- แรงดันไฟ: 12 V
- การบริโภคในปัจจุบัน: 100mA
รูปแบบนาฬิกา
สำหรับอุปกรณ์ที่มีจอแสดงผลดิจิตอลหกหลัก โหมดมัลติเพล็กซ์คือวิธีแก้ปัญหาตามธรรมชาติ
จุดประสงค์ขององค์ประกอบส่วนใหญ่ของผังงาน (รูปที่ 1) นั้นชัดเจนโดยไม่ต้องแสดงความคิดเห็น ในระดับหนึ่ง งานที่ไม่ได้มาตรฐานคือการสร้างตัวแปลงระดับ TTL เป็นสัญญาณควบคุมตัวบ่งชี้แรงดันสูง ไดรเวอร์แอโนดทำจากทรานซิสเตอร์ NPN และ PNP แรงดันสูง โครงการนี้ยืมมาจาก Stefan Kneller (http://www.stefankneller.de)
ชิป 74141 TTL ประกอบด้วยตัวถอดรหัส BCD และไดรเวอร์แรงดันสูงสำหรับแต่ละหลัก อาจเป็นเรื่องยากที่จะสั่งชิปตัวเดียว (แม้ว่าตอนนี้ฉันจะไม่รู้ว่าพวกเขากำลังสร้างโดยใครก็ตาม) แต่ถ้าคุณพบตัวบ่งชี้การปล่อยก๊าซ 74141 อาจอยู่ใกล้ ๆ :-) ในสมัยของลอจิก TTL แทบไม่มีทางเลือกอื่นนอกจากชิป 74141 ดังนั้นลองหาสิ่งหนึ่งที่ไหนสักแห่ง
ตัวบ่งชี้ต้องการแรงดันไฟฟ้าประมาณ 170 V ไม่มีเหตุผลที่จะพัฒนาวงจรพิเศษสำหรับตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากมีชิปตัวแปลงบูสต์จำนวนมาก ฉันเลือกชิป MC34063 ราคาไม่แพงและหาซื้อได้ทั่วไป วงจรตัวแปลงนั้นคัดลอกมาเกือบทั้งหมด รายละเอียดทางเทคนิค MC34063. เพิ่มเฉพาะปุ่มเปิดปิด T13 เท่านั้น กุญแจภายในไม่เหมาะกับไฟฟ้าแรงสูงเช่นนี้ ฉันใช้โช้คเป็นตัวเหนี่ยวนำสำหรับคอนเวอร์เตอร์ ดังแสดงในรูปที่ 2; เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 มม. และความยาว 10 มม.
ประสิทธิภาพของตัวแปลงค่อนข้างดี และแรงดันขาออกค่อนข้างปลอดภัย ที่กระแสโหลด 5 mA แรงดันเอาต์พุตจะลดลงเหลือ 60 V R32 ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานกระแสไฟฟ้า
ลิเนียร์เรกูเลเตอร์ U4 ใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับลอจิก มีที่สำหรับแบตเตอรี่สำรองบนไดอะแกรมและบนกระดาน (3.6 V - NiMH หรือ NiCd) D7 และ D8 เป็นไดโอด Schottky และตัวต้านทาน R37 ใช้สำหรับจำกัดกระแสไฟชาร์จตามลักษณะของแบตเตอรี่ หากคุณกำลังสร้างนาฬิกาเพื่อความสนุกสนาน คุณไม่จำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่, D7, D8 หรือ R37
วงจรสุดท้ายแสดงในรูปที่ 3
| รูปที่ 3 | ||
ปุ่มตั้งเวลาเชื่อมต่อผ่านไดโอด มีการตรวจสอบสถานะของปุ่มโดยการตั้งค่าตรรกะ "1" ที่เอาต์พุตที่เกี่ยวข้อง ในฐานะที่เป็นคุณสมบัติโบนัส ตัวส่งสัญญาณแบบเพียโซจะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของไมโครคอนโทรลเลอร์ เพื่อหยุดเสียงแหลมที่น่ารังเกียจนี้ ให้ใช้สวิตช์ขนาดเล็ก ค้อนจะค่อนข้างเหมาะกับสิ่งนี้ แต่นี่เป็นกรณีที่รุนแรง :-)
รายการส่วนประกอบแผนผัง การวาด PCB และโครงร่างส่วนประกอบสามารถพบได้ในส่วนดาวน์โหลด
ซีพียู
ไมโครคอนโทรลเลอร์เกือบทุกตัวที่มีจำนวนพินเพียงพอสามารถควบคุมอุปกรณ์อย่างง่ายนี้ได้ ซึ่งจำนวนขั้นต่ำที่ต้องการจะระบุไว้ในตารางที่ 1
| ตารางที่ 1. | ||||||||||||||||
|
ผู้ผลิตแต่ละรายพัฒนาตระกูลและประเภทของไมโครคอนโทรลเลอร์ของตนเอง ตำแหน่งของข้อสรุปเป็นรายบุคคลสำหรับแต่ละประเภท ฉันพยายามออกแบบบอร์ดสากลสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์หลายประเภท บอร์ดมีซ็อกเก็ต 20 พิน ด้วยจัมเปอร์ลวดไม่กี่ตัว คุณสามารถปรับเข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ ได้
ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ทดสอบในวงจรนี้แสดงไว้ด้านล่าง คุณสามารถทดลองกับประเภทอื่นได้ ข้อดีของโครงร่างคือความสามารถในการใช้โปรเซสเซอร์ที่แตกต่างกัน ตามกฎแล้วนักวิทยุสมัครเล่นใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลหนึ่งและมีโปรแกรมเมอร์และเครื่องมือซอฟต์แวร์ที่เหมาะสม ไมโครคอนโทรลเลอร์จากผู้ผลิตรายอื่นอาจทำให้เกิดปัญหาได้ ดังนั้นฉันจึงให้โอกาสคุณเลือกโปรเซสเซอร์จากตระกูลที่คุณชื่นชอบ
ลักษณะเฉพาะทั้งหมดของการรวมไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ จะแสดงอยู่ในตารางที่ 2 ... 5 และในรูปที่ 4 ... 7
| ตารางที่ 2 | ||||||||||||
|
หมายเหตุ: ตัวต้านทาน 10 MΩ ต่อขนานกับตัวสะท้อนควอตซ์
| ตารางที่ 3 | ||||||||||||
|
หมายเหตุ: ต้องหมุนไมโครเซอร์กิตในซ็อกเก็ต 180°
| ตารางที่ 4 | ||||||||||||
|
หมายเหตุ: เพิ่มส่วนประกอบ SMD R และ C เข้ากับขา RESET (10 kΩ และ 100 nF)
| ตารางที่ 5 | ||||||||||||
|
หมายเหตุ: เพิ่มส่วนประกอบ SMD R และ C เข้ากับขา RESET (10 kΩ และ 100 nF); ต่อพินที่มีเครื่องหมายดอกจันเข้ากับบัสพลังงาน +Ub ผ่านตัวต้านทาน SMD 3.3 kΩ
เมื่อเปรียบเทียบรหัสสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ต่างๆ คุณจะเห็นว่ามีความคล้ายคลึงกันมาก มีความแตกต่างในการเข้าถึงพอร์ตและคำจำกัดความของฟังก์ชันการขัดจังหวะ เช่นเดียวกับสิ่งที่ขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของสายรัด
ซอร์สโค้ดประกอบด้วยสองส่วน การทำงาน หลัก()กำหนดค่าพอร์ตและเริ่มจับเวลาที่สร้างสัญญาณขัดจังหวะ หลังจากนั้นโปรแกรมจะสแกนปุ่มกดและตั้งเวลาและค่าการเตือนที่สอดคล้องกัน ในสถานที่เดียวกันในลูปหลัก เวลาปัจจุบันจะถูกเปรียบเทียบกับนาฬิกาปลุกและเปิดเครื่องส่งสัญญาณแบบเพียโซ
ส่วนที่สองคือรูทีนขัดจังหวะตัวจับเวลา รูทีนย่อยที่เรียกว่าทุกๆ มิลลิวินาที (ขึ้นอยู่กับความสามารถของตัวจับเวลา) จะเพิ่มตัวแปรเวลาและจัดการตัวเลขที่แสดง นอกจากนี้ยังมีการตรวจสอบสถานะของปุ่มต่างๆ
วิ่งวงจร
การติดตั้งและตั้งค่าส่วนประกอบเริ่มต้นด้วยแหล่งจ่ายไฟ ประสานตัวควบคุม U4 และส่วนประกอบโดยรอบ ตรวจสอบ 5V สำหรับ U2 และ 4.6V สำหรับ U1 ขั้นตอนต่อไปคือการประกอบตัวแปลงไฟฟ้าแรงสูง ตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเป็น 170 V ด้วยตัวต้านทานทริมเมอร์ R36 หากช่วงการปรับไม่เพียงพอให้เปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทาน R33 เล็กน้อย ตอนนี้ติดตั้งชิป U2 ทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานของวงจรขับแอโนดและหลัก เชื่อมต่ออินพุต U2 เข้ากับบัส GND และต่อตัวต้านทาน R25 - R30 ตัวใดตัวหนึ่งแบบอนุกรมเข้ากับบัสกำลัง +Ub ในตำแหน่งที่เกี่ยวข้อง หมายเลขตัวบ่งชี้ควรสว่างขึ้น ในขั้นตอนสุดท้ายของการทดสอบวงจร ให้ต่อพิน 19 ของชิป U1 เข้ากับกราวด์ - ตัวส่งสัญญาณ Piezo ควรส่งเสียงบี๊บ
ซอร์สโค้ดและโปรแกรมที่คอมไพล์แล้วสามารถพบได้ในไฟล์ ZIP ที่เกี่ยวข้องในส่วน "ดาวน์โหลด" หลังจากแฟลชโปรแกรมไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์แล้ว ให้ตรวจสอบแต่ละพินในตำแหน่ง U1 อย่างระมัดระวัง และติดตั้งจัมเปอร์ลวดและบัดกรีที่จำเป็น โปรดดูภาพไมโครคอนโทรลเลอร์ด้านบน หากไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับการตั้งโปรแกรมและเชื่อมต่ออย่างถูกต้อง ตัวกำเนิดควรทำงาน คุณสามารถตั้งเวลาและปลุกได้ ความสนใจ! มีที่บนกระดานสำหรับปุ่มอีกหนึ่งปุ่ม - นี่คือปุ่มสำรองสำหรับส่วนขยายในอนาคต :-)
ตรวจสอบความถูกต้องของความถี่เครื่องกำเนิดไฟฟ้า หากไม่อยู่ในช่วงที่คาดไว้ ให้เปลี่ยนค่าของตัวเก็บประจุ C1 และ C2 เล็กน้อย (ประสานตัวเก็บประจุขนาดเล็กแบบขนานหรือแทนที่ด้วยตัวอื่น) ความแม่นยำของนาฬิกาควรปรับปรุง
บทสรุป
โปรเซสเซอร์ 8 บิตขนาดเล็กค่อนข้างเหมาะสำหรับภาษาระดับสูง เดิมที C ไม่ได้มีไว้สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็ก แต่สำหรับการใช้งานทั่วไป คุณสามารถใช้งานได้ดี Assembler เหมาะสำหรับงานที่ซับซ้อนซึ่งต้องการเวลาที่สำคัญหรือการใช้งาน CPU สูงสุด สำหรับแฮมส่วนใหญ่ คอมไพเลอร์ C เวอร์ชันจำกัดทั้งฟรีแวร์และแชร์แวร์จะทำได้
การเขียนโปรแกรม C เหมือนกันสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ทั้งหมด คุณต้องทราบฟังก์ชันของฮาร์ดแวร์ (รีจิสเตอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง) ของไมโครคอนโทรลเลอร์ประเภทที่เลือก ระวังการใช้งานบิต - ภาษา C ไม่ได้ปรับให้เข้ากับการจัดการบิตแต่ละบิต ซึ่งสามารถดูได้จากตัวอย่างต้นฉบับเมื่อใช้กับ ATtiny
ที่เสร็จเรียบร้อย? จากนั้นปรับเข้าสู่การไตร่ตรองของหลอดสุญญากาศและดู ...
…วันเก่า ๆ กำลังกลับมา… :-)
บันทึกบรรณาธิการ
อะนาล็อกที่สมบูรณ์ของ SN74141 คือชิป K155ID1 ที่ผลิตโดยซอฟต์แวร์ Minsk "Integral"
ชิปสามารถพบได้ง่ายบนอินเทอร์เน็ต
การเลือกชุดของไมโครวงจรที่จะใช้โครงร่างนี้เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง สำหรับนาฬิกา พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดคือกระแสไฟฟ้าที่ใช้ เนื่องจากในกรณีส่วนใหญ่ นาฬิกาทั้งหมดหรือบางส่วนของวงจรนาฬิกาใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ดังนั้น เมื่อพัฒนาวงจร เราจะเลือกไมโครวงจรที่ใช้ .
เรามาเริ่มพัฒนาวงจรนาฬิกาด้วยออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์กัน ดังที่ได้กล่าวไว้แล้วในการพัฒนาบล็อกไดอะแกรม แร่ควอทซ์นาฬิกาจะถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพื่อลดค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ทั้งหมดโดยรวม เราใช้วงจรเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ง่ายที่สุด - สามจุดแบบคาปาซิทีฟ และเนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาเพื่อซิงโครไนซ์อุปกรณ์ดิจิทัล เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจึงสามารถนำไปใช้กับอินเวอร์เตอร์แบบลอจิคัลได้ แผนผังของออสซิลเลเตอร์แบบควอตซ์แสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 แผนผังของคริสตัลออสซิลเลเตอร์ที่ทำบนลอจิกอินเวอร์เตอร์
ฉันขอเตือนคุณว่าตัวต้านทาน R1 ได้รับการออกแบบมาเพื่อสตาร์ทเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยอัตโนมัติเมื่อเปิดเครื่อง องค์ประกอบเดียวกันนี้กำหนดอัตราขยายของอินเวอร์เตอร์และยิ่งอัตราขยายนี้มากขึ้น การสั่นของรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าก็จะยิ่งก่อตัวขึ้นที่เอาต์พุต และในทางกลับกันก็จะนำไปสู่การลดลงของกระแสที่ใช้โดยควอตซ์ออสซิลเลเตอร์ เราเลือก R1 เท่ากับ 10 MΩ
R2 ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันการกระตุ้นตัวเองของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ความถี่ที่กำหนดโดยความจุของตัวยึดควอทซ์ เราเลือกค่าความต้านทานของตัวต้านทานนี้ 510 kOhm
วงจรตัวที่สองในวงจรกำเนิดถูกออกแบบมาเพื่อลดระยะเวลาของด้านหน้าของการสั่นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่สร้างขึ้น นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดอิทธิพลของวงจรที่ตามมาต่อความเสถียรของการสั่นของออสซิลเลเตอร์หลักรวมถึงการทำงานที่เชื่อถือได้มากขึ้นของตัวนับดิจิตอลของตัวแบ่งความถี่
ในฐานะที่เป็นไมโครเซอร์กิตที่มีอินเวอร์เตอร์ เราจะเลือกไมโครเซอร์กิต SN74LVC2G04DRL ชิป CMOS นี้มีอินเวอร์เตอร์สองตัว ความจริงที่ว่าไมโครเซอร์กิตมีสององค์ประกอบนั้นระบุด้วยการกำหนด 2G ความจริงที่ว่าสิ่งเหล่านี้คืออินเวอร์เตอร์ถูกระบุด้วยหมายเลข 04 และความจริงที่ว่าไมโครเซอร์กิตใช้เคสที่มีพินพิทช์ 0.5 มม. นั้นแสดงด้วยตัวอักษร DRL ขนาดของเคสของไมโครเซอร์กิตนี้ไม่เกิน 1.6 * 1.6 มม. (เคสมีเพียงหกพิน) ไมโครเซอร์กิตสามารถทำงานได้ในช่วงแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 1.5 ถึง 5.5 V.
ต่อไป เราใช้วงจรแบ่งความถี่ที่มีค่าสูงสุด 1 Hz ฉันขอเตือนคุณว่าช่วงเวลาของการสั่นด้วยความถี่ 1 Hz เท่ากับ 1 วินาที ตามที่เราพิจารณาแล้วเมื่อพัฒนาบล็อกไดอะแกรม ปัจจัยการแบ่งควรเท่ากับ 32768 นั่นคือ ต้องใช้ทริกเกอร์การนับ 15 ตัวเพื่อใช้ตัวแบ่ง แน่นอนคุณสามารถใช้ชิป K176IE12 ซึ่งออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อจุดประสงค์นี้ แต่เราไม่ได้มองหาวิธีง่ายๆ ดังนั้นเราจึงใช้ชิปสากล SN74HC393PW มีตัวนับไบนารีสี่หลักอิสระสองตัว ซึ่งหมายความว่ามีเพียงสองวงจรเท่านั้นที่จะเพียงพอที่จะใช้ตัวแบ่งของเรา
ขนาดบรรจุภัณฑ์ของชิปที่เลือกไม่เกิน 5x6.4 มม. ตัวชิปนี้มี 14 พิน หากไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับขนาดของนาฬิกา คุณก็สามารถใช้ได้ ไมโครเซอร์กิตในประเทศ K1564IE19. เคสของมันมีขนาดใหญ่กว่าเคสของไมโครเซอร์กิตที่เลือกมากกว่าสองเท่า อย่างไรก็ตาม แม้แต่หมายเลขพินของวงจรไมโครก็จะตรงกัน แผนภาพวงจรผลลัพธ์ของเครื่องกำเนิดพัลส์ที่สองของนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์แสดงในรูปที่ 2
รูปที่ 2 วงจรแบ่งสำหรับเครื่องกำเนิดพัลส์ 32768 วินาที
ตอนนี้โปรดจำไว้ว่าตัวสร้างช่วงเวลาต้องการตัวแบ่งความถี่อีกหนึ่งตัว ระยะเวลาพัลส์ที่เอาต์พุตจะเท่ากับ 1 นาที ตัวหารด้วยหกสิบสามารถนำไปใช้กับชิปตัวเดียวกับที่เราใช้ก่อนหน้านี้เพื่อสร้างตัวหารด้วย 32768
ตัวหารด้วยหกสิบไม่ใช่ผลคูณของยกกำลังสอง ดังนั้นจำเป็นต้องมีข้อเสนอแนะเพื่อนำไปใช้ เพื่อให้โครงร่างง่ายขึ้น โปรดทราบว่าหมายเลข 60 แบ่งออกเป็นหมายเลข 10 และ 6 ตัวเลขทั้งสองมีเพียงสองหน่วยเท่านั้น ข้อสรุปของตัวนับ 4 หลักไปที่ด้านต่างๆของเคสไมโคร ดังนั้นจึงสะดวกที่จะใช้องค์ประกอบลอจิกอิสระสองตัว "2I" สิ่งนี้จะทำให้เค้าโครงของแผงวงจรพิมพ์ง่ายขึ้นอย่างมากและลดความยาวของสายเชื่อมต่อซึ่งจะช่วยลดพื้นที่ของแผงวงจรพิมพ์และสัญญาณรบกวนที่อาจเกิดขึ้นจากวงจรการทำงาน
ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบเชิงตรรกะ "2I" เราใช้ชิปสองตัว SN74LVC1G08DRLR ความจริงที่ว่า microcircuit มีองค์ประกอบทางตรรกะเพียงองค์ประกอบเดียวเรากำหนดโดยสัญลักษณ์ 1G และนี่คือองค์ประกอบทางตรรกะ "2I" - โดยตัวเลข 08 ขนาดของเคสของ microcircuit ที่เลือกไม่เกิน 1.6 × 1.6 มม. . ตัวอย่างเช่น microcircuit รุ่นในประเทศเช่น K1554LI1 มีองค์ประกอบลอจิกสี่รายการในแพ็คเกจเดียวระยะห่างระหว่างสายนำอย่างน้อย 1.25 มม. เป็นผลให้วงจรที่ประกอบบนไมโครเซอร์กิตดังกล่าวจะเหมือนกันในพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า แต่จะสูญเสียขนาด
วงจรผลลัพธ์ของตัวแบ่งความถี่ 60 ซึ่งสร้างพัลส์ด้วยระยะเวลา 1 นาทีและประกอบด้วยตัวแบ่งที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมทีละ 10 และ 6 ดังแสดงในรูปที่ 3 วงจรนี้ใช้งานกับไมโครเซอร์กิตสามตัวเท่านั้น การใช้คำติชมจากพิน Q1 และ Q3 จะเปลี่ยนตัวนับไบนารี D1.1 ให้เป็นตัวนับทศนิยม และการใช้คำติชมจากพิน Q1 และ Q2 ของชิป D1.2 จะใช้ตัวนับโมดูโล 6
รูปที่ 3 แผนผังของตัวหารด้วย 60 ของเครื่องกำเนิดพัลส์นาที
ดังนั้นเราจึงพัฒนาเครื่องกำเนิดพัลส์นาทีเสร็จแล้ว โดยรวมแล้วเราต้องการไมโครเซอร์กิตหกตัว ในขณะที่สามตัวอยู่ในไมโครวงจรลอจิกขนาดเล็กและใช้พื้นที่ขั้นต่ำบนแผงวงจรพิมพ์ของอุปกรณ์ดิจิทัล
ตอนนี้คุณสามารถเริ่มพัฒนาแผนภาพวงจรของตัวนับช่วงเวลา ดังที่เราได้ค้นพบแล้วเมื่อพัฒนาบล็อกไดอะแกรมของนาฬิกา ตัวนับนี้มีตัวหารด้วย 60 เหมือนกันเป๊ะๆ เช่นเดียวกับในตัวสร้างพัลส์นาที ดังนั้นคุณจึงสามารถใช้วงจรเดียวกันได้ ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือเวลานี้เราต้องการเอาต์พุตทั้งหมดของเคาน์เตอร์ เราจะระงับสัญญาณจากพินเหล่านี้ไปยังอินพุตของหน่วยแสดงผล
ตัวนับสุดท้ายที่เราต้องใช้บล็อกตัวนับช่วงเวลาคือตัวนับสำหรับ 24 มันจะสะดวกที่จะใช้ตัวนับนี้บนชิปตัวนับทศนิยม อย่างไรก็ตามไม่มีการผลิตชิปตัวนับทศนิยมแบบอะซิงโครนัสคู่ ดังนั้นเราจึงใช้ตัวนับชั่วโมง บนชิปตัวเดียวกับบล็อกนาฬิกาที่เหลือ - SN74HC393PW
ความยากในการใช้โครงร่างนี้อยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าปัจจัยการนับไม่ใช่ผลคูณของสิบ ดังนั้นสัญญาณตอบรับจะต้องใช้กับตัวนับทั้งสองพร้อมกัน เป็นไปได้ที่จะใช้ตัวนับนี้ในรูปแบบไบนารี แต่จะมีปัญหากับการแสดงเนื้อหาของตัวนับนี้ เพื่อใช้ตัวนับทศนิยมในตัวนับ 4 หลักแรกและในขณะเดียวกันก็สามารถรีเซ็ตตัวนับชั่วโมงทั้งหมดเมื่อเริ่มต้นวัน เราใช้องค์ประกอบลอจิกเพิ่มเติม “2OR” สัญญาณรีเซ็ตที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิตนี้จะปรากฏขึ้นหากตัวนับแรกถึงหมายเลข 10 หรือหากตัวนับทั้งหมดถึงค่า 24
ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบลอจิคัล "2OR" เราใช้ไมโครวงจรของลอจิกขนาดเล็ก ซึ่งคล้ายกับไมโครวงจร "2I" ที่ใช้ไปแล้ว นี่คือชิป SN74LVC1G32DRLR หมายเลข 32 ในชื่อของไมโครเซอร์กิตหมายถึงองค์ประกอบเชิงตรรกะ "2OR" ขนาดตัวเครื่องของไมโครเซอร์กิตนี้ไม่เกิน 1.6×1.6 มม. เป็นผลให้แม้จะมีแผนภาพวงจรที่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย แต่พื้นที่ที่ใช้โดยตัวนับชั่วโมงก็ลดลงอย่างมาก
แผนภาพวงจรที่สมบูรณ์ของตัวนับพัลส์สัญญาณนาฬิกาที่ใช้งานบนชิป SN74HC393PW แสดงไว้ในรูปที่ 4 การใช้ข้อเสนอแนะจากพิน Q1 และ Q3 ของชิปตัวแรกจะเปลี่ยนเป็นตัวนับทศนิยม ในการปรับใช้ตัวนับโมดูโล 24 เราใช้ผลป้อนกลับจากเอาต์พุต Q1 ของบิตที่มีนัยสำคัญที่สุดของตัวนับ (สอง) และเอาต์พุต Q2 ของบิตที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดของตัวนับชั่วโมง (สี่)
รูปที่ 4 แผนผังของตัวนับพัลส์นาฬิกา
ดังนั้นเราจึงใช้ส่วนหลักของวงจรนาฬิกา แต่ตามที่กล่าวไว้แล้วในการพัฒนาบล็อกไดอะแกรม มันยังไม่เพียงพอ จำเป็นต้องแสดงข้อมูลดิจิทัลที่ได้รับ เรามาเริ่มกันที่การพัฒนาหน่วยแสดงนาฬิกากัน
วรรณกรรม:
ร่วมกับบทความ "การพัฒนาแนวคิดนาฬิกา" พวกเขาอ่าน:
แผนผังของนาฬิกาแสดงในรูปที่ ประกอบด้วยวงจรรวมระดับสูงสามชุดของซีรีส์ K176 ทรานซิสเตอร์สองตัว และองค์ประกอบแยกอื่นๆ อีก 36 ชิ้น ตัวบ่งชี้ - ตัวเลขหลายหลักแบน, แคโทดเรืองแสง, พร้อมตัวบ่งชี้แบบไดนามิก IVL1 - 7/5 มีตัวเลขสูง 21 มม. สี่ตัวและจุดคั่นสองจุดจัดเรียงในแนวตั้ง
เครื่องกำเนิดพัลส์วินาทีและนาทีถูกสร้างขึ้นบนไมโครวงจร - IMS1 K176IE18 นอกจากนี้ ไมโครเซอร์กิตนี้สร้างพัลส์ด้วยอัตราการทำซ้ำที่ 1024 Hz (พิน 11) ที่ใช้ในการควบคุมอุปกรณ์ส่งสัญญาณ ในการสร้างสัญญาณไม่ต่อเนื่องจะใช้พัลส์ที่มีอัตราการเกิดซ้ำ 2 Hz (พิน 6) ความถี่ 1 Hz (พิน 4) สร้างเอฟเฟกต์ "กะพริบ" ของจุดแบ่ง พัลส์ที่มีอัตราการเกิดซ้ำ 128 Hz ซึ่งเลื่อนสัมพันธ์กันในเฟสทีละ 4 มิลลิวินาที (พิน 1, 2, 3, 15) จะถูกส่งไปยังกริดของตัวบ่งชี้สี่หลัก เพื่อให้มั่นใจว่ามีการเรืองแสงที่สม่ำเสมอ การสลับตัวนับนาทีและชั่วโมงที่สอดคล้องกันนั้นดำเนินการด้วยความถี่ 1024 Hz (พิน 11) พัลส์แต่ละตัวที่ใช้กับกริดตัวบ่งชี้มีระยะเวลาเท่ากันกับสองช่วงเวลาของความถี่ 1024 Hz นั่นคือ สัญญาณที่ส่งไปยังกริดจากเคาน์เตอร์จะเปิดและปิดสองครั้ง การเลือกความถี่ของพัลส์ในเฟสนี้มีผลสองประการ: การบ่งชี้แบบไดนามิกและการทำงานของพัลส์ของตัวถอดรหัสและตัวบ่งชี้
วงจรรวม IMS2 K176IE13 ประกอบด้วยตัวนับนาทีและชั่วโมงของนาฬิกาหลัก ตัวนับนาทีและชั่วโมงสำหรับตั้งเวลาของอุปกรณ์ส่งสัญญาณ ตลอดจนสวิตช์สำหรับสลับอินพุตและเอาต์พุตของตัวนับเหล่านี้ เอาต์พุตของมิเตอร์ผ่านสวิตช์เชื่อมต่อกับตัวถอดรหัสรหัสไบนารีเป็นรหัสตัวบ่งชี้เจ็ดองค์ประกอบ ตัวถอดรหัสนี้สร้างขึ้นบนชิป IMZ K176IDZ เอาต์พุตของตัวถอดรหัสเชื่อมต่อกับส่วนที่สอดคล้องกันของตัวเลขทั้งสี่หลักแบบขนาน เมื่อปล่อยปุ่ม S2 “Call” ไฟแสดงสถานะจะเชื่อมต่อกับตัวนับชั่วโมง (เพื่อจดจำโหมดนี้ จุดจะกะพริบที่ความถี่ 1 Hz) เมื่อกดปุ่ม S6 "Corr." ตัวนับชั่วโมง (K176IE13 microcircuit) และตัวแบ่งของตัวกำเนิดลำดับพัลส์นาที (K176IE18 microcircuit) จะถูกตั้งค่าเป็นศูนย์ หลังจากปล่อยปุ่ม S6 นาฬิกาจะทำงานตามปกติ จากนั้นกดปุ่ม S3 "นาที" และ S4 "ชั่วโมง" นาทีและชั่วโมงของเวลาปัจจุบันจะถูกตั้งค่า ในโหมดนี้ คุณสามารถเปิดสัญญาณเสียงได้ เมื่อกดปุ่ม S2 "โทร" ตัวนับของอุปกรณ์ส่งสัญญาณจะเชื่อมต่อกับตัวถอดรหัสและตัวบ่งชี้ ในโหมดนี้ ตัวเลขสี่หลักจะแสดงขึ้นด้วย แต่จุดกะพริบจะดับลง โดยการกดปุ่ม S5 "Bud" ค้างไว้ ให้กดปุ่ม S3 "Min" และ S4 "Hour" ตามลำดับ ตั้งเวลาที่ต้องการเพื่อให้อุปกรณ์เตือนภัยทำงานโดยสังเกตการอ่านตัวบ่งชี้ วงจรนาฬิกาช่วยให้คุณตั้งค่าความสว่างที่ลดลงของตัวบ่งชี้โดยใช้ปุ่ม "ความสว่าง" S1 อย่างไรก็ตามควรจำไว้ว่าเมื่อความสว่างลดลง (กดปุ่ม S1) จะไม่สามารถเปิดสัญญาณเสียงรวมทั้งตั้งเวลาของนาฬิกาและอุปกรณ์เตือนได้
หน่วยจ่ายไฟ BP6 - 1 - 1 มีหม้อแปลงเครือข่าย T ซึ่งสร้างแรงดันไฟฟ้า 5 V (มีจุดกึ่งกลาง) เพื่อจ่ายไฟให้กับแคโทดของตัวบ่งชี้และแรงดันไฟฟ้า 30 V เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรตัวบ่งชี้ที่เหลือและ วงจรไมโคร แรงดันไฟฟ้า 30 V ได้รับการแก้ไขโดยวงจรวงแหวนบนไดโอดสี่ตัว (VD10 - VD13) จากนั้นใช้ตัวปรับความเสถียรบนไดโอดซีเนอร์ VD16 แรงดันไฟฟ้า +9 V จะถูกสร้างขึ้นเมื่อเทียบกับ "เคส" เพื่อจ่ายไฟให้กับไมโครวงจร , และใช้โคลงบนไดโอดซีเนอร์ VD14, VD15 และทรานซิสเตอร์ VT2 - แรงดันไฟฟ้า + 25 V (เทียบกับแคโทด) สำหรับการจ่ายไฟให้กับกริดและขั้วบวกของตัวบ่งชี้ พลังงานที่ใช้โดยนาฬิกาไม่เกิน 5 วัตต์ มีการเชื่อมต่อพลังงานสำรองเพื่อบันทึกเวลาของนาฬิกาเมื่อปิดเครือข่าย สามารถใช้แบตเตอรี่ขนาด 6…9V ใดก็ได้
วรรณคดี MRB1089
ฉันได้เผยแพร่ก่อนหน้านี้บนเว็บไซต์ นาฬิกากลางแจ้งขนาดใหญ่ด้วยการแสดงผลแบบไดนามิก ไม่มีข้อตำหนิเกี่ยวกับการทำงานของนาฬิกา: หลักสูตรที่แน่นอน การตั้งค่าที่สะดวก แต่หนึ่งลบใหญ่ - ในเวลากลางวันมันยากที่จะเห็น ไฟแสดงสถานะ LED. เพื่อแก้ปัญหานี้ ฉันเปลี่ยนไปใช้ไฟแสดงสถานะแบบคงที่และไฟ LED ที่สว่างขึ้น เช่นเคยค่ะ ซอฟต์แวร์ขอบคุณมากค่ะพี่เซอร์ โดยทั่วไปแล้ว ฉันขอแจ้งให้คุณทราบเกี่ยวกับนาฬิกากลางแจ้งขนาดใหญ่ที่มีการบ่งชี้แบบคงที่ ฟังก์ชันการตั้งค่ายังคงเหมือนเดิมในชั่วโมงก่อนหน้า
มีจอแสดงผลสองจอ - จอหลัก (ด้านนอกบนถนน) และจอเสริมบนไฟแสดงสถานะ SA15-11SRWA- ภายในอาคาร บนตัวเครื่อง ความสว่างสูงทำได้โดยใช้ LED ที่สว่างเป็นพิเศษ AL-103OR3D-Dด้วยกระแสการทำงาน 50mA และชิปไดรเวอร์ tpic6b595dw.
รูปแบบของนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์สำหรับถนนบนไฟ LED สว่าง
คุณสมบัติของรูปแบบนาฬิกานี้:
— รูปแบบการแสดงเวลาแบบ 24 ชั่วโมง
- การแก้ไขความถูกต้องของการเดินทางแบบดิจิทัล
— การควบคุมแหล่งจ่ายไฟหลักในตัว
— หน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนของไมโครคอนโทรลเลอร์
- มีเทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิในช่วง -55 - 125 องศา
- เป็นไปได้ที่จะส่งออกข้อมูลเกี่ยวกับเวลาและอุณหภูมิไปยังตัวบ่งชี้
การกดปุ่ม SET_TIME จะเปลี่ยนตัวบ่งชี้เป็นวงกลมจากโหมดนาฬิกาหลัก (แสดงเวลาปัจจุบัน) ในทุกโหมด การกดปุ่มบวก/ลบค้างไว้จะเป็นการตั้งค่าแบบเร่ง การเปลี่ยนแปลงการตั้งค่า 10 วินาทีหลังจากการเปลี่ยนแปลงค่าล่าสุดจะถูกเขียนไปยังหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือน (EEPROM) และจะถูกอ่านจากที่นั่นเมื่อเปิดเครื่องอีกครั้ง
ข้อดีอีกอย่างของตัวเลือกที่เสนอคือความสว่างเปลี่ยนไป ตอนนี้ในสภาพอากาศที่มีแดดจัด ความสว่างก็ยอดเยี่ยม จำนวนสายไฟลดลงจาก 14 เป็น 5 เส้น ความยาวของสายไฟไปยังจอแสดงผลหลัก (กลางแจ้ง) คือ 20 เมตร ฉันพอใจกับการทำงานของนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์ มันกลายเป็นนาฬิกาที่ใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ - ทั้งกลางวันและกลางคืน ขอแสดงความนับถือ Soir-Aleksandrovich
