Orologio digitale con 4026 e 4060: 5 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Quest'estate ho seguito un corso chiamato "Elettronica digitale" presso la mia università. Ho imparato a conoscere le infradito, i contatori e molto altro. Quindi ho pensato che sarebbe fantastico se facessi un progetto relativo all'elettronica digitale e da lì partisse il progetto dell'orologio digitale. Il progetto ha richiesto circa 2 settimane per essere completato. Ho iniziato con i circuiti integrati TTL e ho creato uno schema a blocchi mostrato di seguito, ma si è verificato il problema con questo design, come puoi vedere nello schema a blocchi, utilizza troppi progetti di circuiti integrati molto costosi e avrebbe richiesto molta energia e la batteria si scaricherà abbastanza presto. Usando questo design hai bisogno di almeno 3 o 4 breadboard che ti assicurano di consumare molto spazio.

Se qualcuno vuole ancora realizzare questo progetto utilizzando circuiti integrati TTL, ho caricato gli schemi dei minuti e dei secondi dell'orologio utilizzando circuiti integrati 7490 e 7492.

Ora avevo bisogno di usare qualche altra opzione, quindi ho realizzato l'orologio usando il famosissimo 4026 IC CMOS.

Passaggio 1: specifiche

1. L'orologio dovrebbe avere la visualizzazione di ore, minuti e secondi.
2. L'orologio dovrebbe funzionare a batteria.
3. Dovrebbe essere efficiente dal punto di vista energetico.
4. Dovrebbe avere la modalità di impostazione dell'ora.
5. Le parti dovrebbero essere facilmente disponibili.
6. Dovrebbe consumare meno spazio.

Passaggio 2: parti necessarie

1. CI CD4026B *6
2. CD4013 CI *2
3. CI CD4060 *1
4. CI CD4001 *1
5. Led a 7 segmenti a catodo comune *6
6. oscillatore a cristallo di frequenza 32, 768 Hz
7. Resistenza - 100k, 10k*2, 1k*1, 470k*1, 1M*1
8. condensatore - 0.01uf, 22pf*2
9. pulsante *2
10. batteria 9v
11. MOSFET 2N7000

Passaggio 3: descrizione del circuito

Ho caricato lo schema dell'orologio e ora spiegherò cosa fa ogni parte di questo orologio.

1. 4060 IC - Questo IC è costituito da 14 flip-flop master-slave e un oscillatore con una frequenza controllata da un cristallo o da un circuito RC collegato esternamente. L'uscita di ogni flip-flop alimenta il successivo e la frequenza ad ogni uscita è la metà di quella della precedente. Lo stato del contatore avanza sul fronte di andamento negativo dell'Osc In. Il reset attivo alto è asincrono e disabilita l'oscillatore per consentire un consumo energetico molto basso durante il funzionamento in stand-by. Il circuito del timer è costruito attorno al CD4060 che è un contatore binario di ripple a 14 stadi, un divisore e un oscillatore. Il suo oscillatore integrato è la caratteristica principale di questo circuito integrato, ecco perché può essere utilizzato in numerose applicazioni come lampeggiatore, generatore di clock nei circuiti timer. L'immagine sotto mostra la disposizione dei pin dell'IC:

Il circuito 4060 (IO1) divide la frequenza del cristallo 32 768 Hz utilizzando un prescaler binario a 14 stadi fino alla frequenza di 2 Hz. Questa frequenza di 2Hz viene inviata al pin di clock 1 dell'IC 4026.

I due interruttori vengono utilizzati per impostare l'ora e si ottiene utilizzando il pin 4060 aumentando la frequenza che viene alimentata a 4026 IC.

Il primo interruttore che ha la frequenza più bassa dei due viene utilizzato per impostare i minuti nell'orologio.

Il secondo interruttore che ha una frequenza maggiore viene utilizzato per impostare le ore nell'orologio.

2. CD4026B - Questo circuito integrato ha quattro usi nel circuito

I) Viene utilizzato per fornire il clock al circuito.

2) Si usa come decoder hanno uscite dirette per il display a 7 segmenti. A differenza dei contatori BCD convenzionali, non necessitano di un decoder da BCD a 7 segmenti

3) Viene utilizzato come divisore di frequenza.

4) Hanno anche un output aggiuntivo come "Ungated C segment" e "Carry Out" che è molto utile per creare orologi

NOTA - Questo circuito integrato ha uscite alte attive in modo che possa pilotare solo LED a sette segmenti a catodo comune, quindi assicurati di utilizzare lo stesso.

Il segnale a 2Hz entra nel suo ingresso CLK (pin 1) attraverso R3, R4, R5. Il ciclo di conteggio 10 viene ridotto a 2 utilizzando l'ingresso di ripristino (pin 15). Poiché non ha uscite BCD, colleghiamo l'ingresso di ripristino all'uscita del segmento g. Il segmento g non è attivo per le cifre 0 e 1, ma è attivo (alto) per la cifra 2. Pertanto, quando il contatore raggiunge lo stato 2, si azzera quasi immediatamente e passa allo stato 0. Quindi, solo le cifre 0 e 1 alternato con una frequenza.

SEGMENTO C UNGATED - Questo pin quando viene fornito come orologio divide la frequenza interna per 10.

ESEGUI - Anche questo pin fa lo stesso.

L'unica differenza tra loro può essere fatta visualizzando il loro diagramma temporale che ho caricato.

4013 IC - Questo IC viene utilizzato per ripristinare i circuiti dei secondi e dei minuti praticamente identici. Entrambi usano 1/2 di un 4013 per creare un impulso di reset quando le decine di unità raggiungono sei. Ciò si ottiene quando il pin "Carry Out" sul contatore delle decine di unità (4026) va in alto con il conteggio "5" seguito da "Clock In" che sale in alto sul conteggio "6". Questo commuta l'uscita "Q not" del 4013 che quindi ripristina il 4026. Quindi conta da 0 a 5. I contatori delle unità sono divisi direttamente per dieci o decina.

Passaggio 4: questo passaggio è la continuazione del precedente

4013 - Questo IC è usato due volte nel circuito -

1) Questo circuito integrato viene utilizzato con la lancetta dei secondi e dei minuti dell'orologio che sono praticamente identici. entrambi usano 1/2 di un 4013 per creare un impulso di reset quando le decine di unità raggiungono sei. Ciò si ottiene quando il pin "Carry Out" sul contatore delle decine di unità (4026) va in alto con il conteggio "5" seguito da "Clock In" che sale in alto sul conteggio "6". Questo commuta l'uscita "Q not" del 4013 che quindi ripristina il 4026. Quindi conta da 0 a 5. I contatori di unità sono divisi direttamente per contatori di dieci o decadi.

2) Per fornire il formato 12 ore, un 4013 conta decine di ore in più lavora con il 4001 per azzerare poi inserire un conteggio extra nelle unità di ore quando si raggiungono le 13 ore. Questo lo fa contare da 1 a 12 ore. Parte di ciò si ottiene utilizzando un'uscita speciale sul 4026, il segmento "c", che è disponibile indipendentemente dallo stato ED. Questa uscita "c" è bassa solo quando il conteggio è a "2" e diventa alta con il conteggio "3". In questo modo viene rilevato il conteggio delle ore di "13".

4001 - Questo IC viene utilizzato in combinazione con 4026 e 4013 per il conteggio delle decine delle lancette delle ore e per ripristinare il conteggio delle unità della lancetta delle ore a 1 anziché a 0.

MOSFET 2N7000- Questo mosfet viene utilizzato come interruttore per accendere i led degli ultimi sette segmenti quando l'orologio raggiunge le 9:59:59

Passaggio 5: alcune immagini del progetto

Spero che il progetto ti sia piaciuto. Ho anche caricato il video, se ne hai qualcuno riguardo a questo progetto, scrivilo nei commenti in basso, sarò molto felice di rispondere.