นาฬิกาดิจิตอลที่ใช้ 4026 และ 4060: 5 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ฤดูร้อนนี้ฉันเรียนหลักสูตร "Digital Electronics" ที่วิทยาลัยของฉัน ฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับรองเท้าแตะ เคาน์เตอร์ และอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้นฉันจึงคิดว่ามันคงจะดีถ้าฉันทำโครงการที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล จากนั้นนาฬิกาดิจิทัลของโครงการก็เริ่มต้นขึ้น โครงการใช้เวลาประมาณ 2 สัปดาห์จึงจะแล้วเสร็จ ฉันเริ่มต้นด้วย TTL IC และสร้างบล็อกไดอะแกรมที่แสดงด้านล่าง แต่มีปัญหากับการออกแบบนี้ดังที่คุณเห็นในบล็อกไดอะแกรมที่ใช้ IC มากเกินไปทำให้โครงการมีราคาแพงมาก และจะใช้พลังงานจำนวนมากและแบตเตอรี่จะสิ้นเปลืองค่อนข้างมาก แต่แรก. การใช้การออกแบบนี้คุณต้องมีเขียงหั่นขนมอย่างน้อย 3 หรือ 4 แผ่นซึ่งรับประกันว่าคุณจะกินพื้นที่มาก

หากใครยังต้องการทำโครงการนี้โดยใช้ TTL IC ฉันได้อัปโหลดแผนผังของนาทีและเข็มวินาทีโดยใช้ 7490 และ 7492 ICs

ตอนนี้ฉันจำเป็นต้องใช้ตัวเลือกอื่น ดังนั้นฉันจึงสร้างนาฬิกาโดยใช้ CMOS 4026 IC ที่มีชื่อเสียงมาก

ขั้นตอนที่ 1: ข้อมูลจำเพาะ

1. นาฬิกาควรมีชั่วโมง นาที และวินาที
2. นาฬิกาควรเป็นแบบใช้แบตเตอรี่
3. ควรจะใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ
4. ควรมีโหมดตั้งเวลา
5. อะไหล่ควรจะหาได้ง่าย
6. ควรกินเนื้อที่น้อยลง

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนที่จำเป็น

1. CD4026B ไอซี *6
2. CD4013 ไอซี *2
3. CD4060 ไอซี *1
4. CD4001 ไอซี *1
5. แคโทดทั่วไป 7 เซ็กเมนต์นำ *6
6. คริสตัลออสซิลเลเตอร์ของความถี่ 32, 768 Hz
7. ตัวต้านทาน - 100k, 10k*2, 1k*1, 470k*1, 1M*1
8. ตัวเก็บประจุ - 0.01uf, 22pf*2
9. ปุ่มกด *2
10. แบตเตอรี่ 9v
11. MOSFET 2N7000

ขั้นตอนที่ 3: คำอธิบายวงจร

ฉันได้อัปโหลดแผนผังของนาฬิกาแล้ว และตอนนี้ฉันจะอธิบายว่าแต่ละส่วนของนาฬิกานี้ทำอะไร

1. 4060 IC - ไอซีนี้ประกอบด้วย master-slave flip−flop 14 ตัวและออสซิลเลเตอร์ที่มีความถี่ที่ควบคุมโดยคริสตัลหรือโดยวงจร RC ที่เชื่อมต่อภายนอก เอาต์พุตของฟลิปฟลอปแต่ละอันจะดึงข้อมูลถัดไป และความถี่ที่เอาต์พุตแต่ละอันจะเท่ากับครึ่งหนึ่งของความถี่ก่อนหน้า สถานะของตัวนับเคลื่อนไปข้างหน้าบนขอบด้านลบของ Osc In การรีเซ็ตแบบแอ็คทีฟสูงเป็นแบบอะซิงโครนัสและปิดใช้งานออสซิลเลเตอร์เพื่อให้ใช้พลังงานต่ำมากระหว่างการทำงานสแตนด์บาย วงจรจับเวลาถูกสร้างขึ้นรอบๆ CD4060 ซึ่งเป็นระลอกคลื่น 14 ระดับที่มีตัวนับเลขฐานสอง ตัวแบ่ง และออสซิลเลเตอร์ ออสซิลเลเตอร์ในตัวเป็นคุณสมบัติหลักของไอซีนี้ จึงสามารถใช้ในแอพพลิเคชั่นต่างๆ เช่น ไฟกะพริบ ตัวสร้างสัญญาณนาฬิกาในวงจรจับเวลา ภาพด้านล่างแสดงรูปแบบพินของ IC:

วงจร 4060 (IO1) แบ่งความถี่คริสตัล 32 768 Hz โดยใช้พรีสเกลเลอร์ไบนารี 14 สเตจลงไปที่ความถี่ 2 Hz ความถี่ 2Hz นี้ถูกป้อนไปยังพินนาฬิกา 1 ของ 4026 IC

สวิตช์สองตัวนี้ใช้เพื่อตั้งเวลาและทำได้โดยใช้พิน 4060 โดยเพิ่มความถี่ที่ป้อนเป็น 4026 IC

สวิตช์ตัวแรกที่มีความถี่ต่ำกว่าทั้งสองใช้เพื่อตั้งค่านาทีในนาฬิกา

สวิตช์ตัวที่สองที่มีความถี่สูงกว่าใช้เพื่อตั้งค่าชั่วโมงในนาฬิกา

2. CD4026B - ไอซีนี้มีสี่แบบในวงจร

I) ใช้สำหรับให้นาฬิกากับวงจร

2) มันถูกใช้เป็นตัวถอดรหัสที่มีเอาต์พุตโดยตรงสำหรับการแสดงผล 7 ส่วน ต่างจากตัวนับ BCD ทั่วไป พวกเขาไม่ต้องการตัวถอดรหัสจาก BCD ถึง 7 ส่วน

3) ใช้เป็นตัวแบ่งความถี่

4) พวกเขายังมีเอาต์พุตเพิ่มเติมเช่น "Ungated C segment" และ "Carry Out" ที่มีประโยชน์มากสำหรับการทำนาฬิกา

หมายเหตุ - IC นี้มีเอาต์พุตสูงแบบแอ็คทีฟ จึงสามารถขับได้เฉพาะ LED เจ็ดเซ็กเมนต์แคโทดทั่วไป ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใช้ไฟ LED แบบเดียวกัน

สัญญาณ 2Hz เข้าสู่อินพุต CLK (พิน 1) ผ่าน R3, R4, R5 รอบการนับ 10 สั้นลงเหลือ 2 โดยใช้อินพุตรีเซ็ต (พิน 15) เนื่องจากไม่มีเอาต์พุต BCD เราจึงเชื่อมต่ออินพุตรีเซ็ตกับเอาต์พุตเซ็กเมนต์ g เซ็กเมนต์ g ไม่ทำงานสำหรับตัวเลข 0 และ 1 แต่ใช้งานได้ (สูง) สำหรับตัวเลข 2 ดังนั้นเมื่อตัวนับถึงสถานะ 2 จะรีเซ็ตเกือบจะในทันทีและเข้าสู่สถานะ 0 ดังนั้น เฉพาะตัวเลข 0 และ 1 สลับกับความถี่

UNGATED C SEGMENT - พินนี้เมื่อกำหนดเป็นนาฬิกาจะแบ่งความถี่ภายในด้วย 10

ดำเนินการ - พินนี้ก็ทำเช่นเดียวกัน

ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวระหว่างพวกเขาสามารถทำได้โดยการแสดงภาพไดอะแกรมเวลาที่ฉันอัปโหลด

4013 IC - ไอซีนี้ใช้เพื่อรีเซ็ตวงจรวินาทีและนาทีที่แทบจะเหมือนกัน พวกเขาทั้งคู่ใช้ 1/2 ของ 4013 เพื่อสร้างพัลส์รีเซ็ตเมื่อหน่วยนับสิบถึงหก สิ่งนี้สำเร็จได้เมื่อพิน "ดำเนินการ" บนตัวนับสิบหน่วย (4026) สูงด้วยการนับ "5" ตามด้วย "นาฬิกาเข้า" ที่เพิ่มสูงในการนับ "6" สิ่งนี้สลับเอาต์พุต "Q not" ของ 4013 ซึ่งจะรีเซ็ต 4026 จากนั้นนับจาก 0 ถึง 5 ตัวนับหน่วยจะหารด้วยตัวนับสิบหรือทศวรรษ

ขั้นตอนที่ 4: ขั้นตอนนี้อยู่ในความต่อเนื่องของขั้นตอนก่อนหน้า

4013 - ไอซีนี้ถูกใช้สองครั้งในวงจร -

1) ไอซีนี้ใช้กับเข็มวินาทีและเข็มนาทีซึ่งค่อนข้างเหมือนกัน ทั้งคู่ใช้ 1/2 ของ 4013 เพื่อสร้างพัลส์รีเซ็ตเมื่อหน่วยนับสิบถึงหก สิ่งนี้สำเร็จได้เมื่อพิน "ดำเนินการ" บนตัวนับสิบหน่วย (4026) สูงด้วยการนับ "5" ตามด้วย "นาฬิกาเข้า" ที่เพิ่มสูงในการนับ "6" สิ่งนี้สลับเอาต์พุต "Q not" ของ 4013 ซึ่งจะรีเซ็ต 4026 จากนั้นนับจาก 0 ถึง 5 ตัวนับหน่วยจะหารด้วยตัวนับสิบหรือทศวรรษ

2) เพื่อให้รูปแบบ 12 ชั่วโมง 4013 นับสิบชั่วโมงบวกกับ 4001 เพื่อรีเซ็ตจากนั้นแทรกการนับพิเศษลงในหน่วยของชั่วโมงเมื่อถึง 13 ชั่วโมง ทำให้นับจาก 1 ถึง 12 ชั่วโมง ส่วนหนึ่งของสิ่งนี้สำเร็จได้ด้วยการใช้เอาต์พุตพิเศษบนส่วน 4026 ซึ่งเป็นส่วน "c" ที่พร้อมใช้งานโดยไม่ขึ้นกับสถานะ ED เอาต์พุต "c" นี้ต่ำก็ต่อเมื่อการนับอยู่ที่ "2" และสูงขึ้นเมื่อนับ "3" นี่คือวิธีการนับชั่วโมงของ "13"

4001 - ไอซีนี้ใช้ร่วมกับ 4026 และ 4013 กับเข็มนาฬิกานับสิบ และรีเซ็ตการนับของเข็มชั่วโมงของนาฬิกาเป็น 1 แทนที่จะเป็น 0

MOSFET 2N7000- มอสเฟตนี้ใช้เป็นสวิตช์เพื่อเปิดเจ็ดเซกเมนต์สุดท้ายที่นำเมื่อนาฬิกาถึงเวลา 9:59:59 น.

ขั้นตอนที่ 5: รูปภาพบางส่วนจากโครงการ

หวังว่าคุณจะชอบโปรเจ็กต์นี้ ฉันได้อัปโหลดวิดีโอแล้ว หากคุณมีเกี่ยวกับโปรเจ็กต์นี้ โปรดใส่ไว้ในความคิดเห็นด้านล่าง ฉันยินดีที่จะตอบกลับ