Digitaluhr mit 4026 und 4060 - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Diesen Sommer habe ich an meiner Hochschule einen Kurs mit dem Titel "Digitale Elektronik" belegt. Ich lernte Flip-Flops, Zähler und vieles mehr. Also dachte ich, es wäre toll, wenn ich ein Projekt im Zusammenhang mit digitaler Elektronik mache und von dort aus das Projekt Digitaluhr starten würde. Die Fertigstellung des Projekts dauerte etwa 2 Wochen. Ich habe mit TTL-ICs angefangen und ein unten gezeigtes Blockdiagramm erstellt, aber es kam das Problem mit diesem Design, wie Sie im Blockdiagramm sehen können, dass es zu viele ICs verwendet, was das Projekt sehr teuer macht und viel Strom verbraucht hätte und die Batterie ziemlich leer wäre früh. Mit diesem Design benötigen Sie mindestens 3 oder 4 Steckbretter, wodurch Sie viel Platz verbrauchen.

Wenn jemand dieses Projekt noch mit TTL-ICs durchführen möchte, habe ich die Schaltpläne des Minuten- und Sekundenzeigers der Uhr mit 7490- und 7492-ICs hochgeladen.

Jetzt musste ich eine andere Option verwenden, also habe ich die Uhr mit CMOS sehr berühmt 4026 IC gemacht.

Schritt 1: Spezifikationen

1. Die Uhr sollte Stunden-, Minuten- und Sekundenanzeige haben.
2. Uhr sollte batteriebetrieben sein.
3. Es sollte stromsparend sein.
4. Es sollte einen Zeiteinstellungsmodus haben.
5. Teile sollten leicht verfügbar sein.
6. Sollte weniger Platz verbrauchen.

Schritt 2: Benötigte Teile

1. CD4026B-IC *6
2. CD4013-IC *2
3. CD4060-IC *1
4. CD4001 IC *1
5. Gemeinsame Kathoden-7-Segment-LED *6
6. Quarzoszillator der Frequenz 32, 768 Hz
7. Widerstand - 100k, 10k*2, 1k*1, 470k*1, 1M*1
8. Kondensator - 0,01uf, 22pf * 2
9. Druckknopf *2
10. Batterie 9V
11. MOSFET 2N7000

Schritt 3: Schaltungsbeschreibung

Ich habe einen Schaltplan der Uhr hochgeladen und werde jetzt erklären, was jeder Teil dieser Uhr tut.

1. 4060 IC - Dieser IC besteht aus 14 Master−Slave−Flipflops und einem Oszillator mit einer Frequenz, die entweder von einem Quarz oder von einer extern angeschlossenen RC-Schaltung gesteuert wird. Der Ausgang jedes Flip-Flops speist das nächste und die Frequenz an jedem Ausgang ist halb so groß wie die des vorhergehenden. Der Zählerstand wird mit der negativen Flanke von Osc In weitergezählt. Der Active−High−Reset ist asynchron und deaktiviert den Oszillator, um einen sehr geringen Stromverbrauch im Stand−by−Betrieb zu ermöglichen. Die Timer-Schaltung ist um den CD4060 herum aufgebaut, der ein 14-stufiger Ripple-Carry-Binärzähler, ein Teiler und ein Oszillator ist. Sein eingebauter Oszillator ist das Hauptmerkmal dieses ICs, weshalb er in zahlreichen Anwendungen wie Flasher, Taktgenerator in Timer-Schaltungen verwendet werden kann. Das Bild unten zeigt das Pin-Layout des ICs:

4060-Schaltung (IO1) teilt die Quarzfrequenz 32 768 Hz unter Verwendung eines 14-stufigen binären Vorteilers auf eine Frequenz von 2 Hz herunter. Diese 2Hz-Frequenz wird dem Takt-Pin 1 des 4026 IC zugeführt.

Die beiden Schalter werden zum Einstellen der Zeit verwendet und werden mit dem 4060-Pin durch Erhöhen der Frequenz erreicht, die dem 4026-IC zugeführt wird.

Der erste Schalter mit der niedrigeren Frequenz der beiden wird verwendet, um die Minuten in der Uhr einzustellen.

Der zweite Schalter mit höherer Frequenz dient zum Einstellen der Stunden in der Uhr.

2. CD4026B - Dieser IC hat vier Verwendungen in der Schaltung

I) Es wird verwendet, um der Schaltung einen Takt bereitzustellen.

2) Es wird als Decoder verwendet, sie haben direkte Ausgänge für die 7-Segment-Anzeige. Im Gegensatz zu herkömmlichen BCD-Zählern benötigen sie keinen Decoder von BCD auf 7 Segmente

3) Es wird als Frequenzteiler verwendet.

4) Sie haben auch einen zusätzlichen Ausgang wie "Ungated C Segment" und "Carry Out", der sehr nützlich für die Herstellung von Uhren ist

HINWEIS - Dieser IC hat aktive hohe Ausgänge, so dass er nur Sieben-Segment-LEDs mit gemeinsamer Kathode ansteuern kann. Stellen Sie also sicher, dass Sie dieselben verwenden.

Das 2-Hz-Signal gelangt über R3, R4, R5 in seinen CLK-Eingang (Pin 1). Der Zählzyklus 10 wird über den Reset-Eingang (Pin 15) auf 2 verkürzt. Da es keine BCD-Ausgänge hat, verbinden wir den Reset-Eingang mit dem Segment-G-Ausgang. Segment g ist für die Ziffern 0 und 1 nicht aktiv, aber für die Ziffer 2 aktiv (high). Daher wird der Zähler, wenn er den Zustand 2 erreicht, fast sofort zurückgesetzt und geht in den Zustand 0 über. Somit sind nur die Ziffern 0 und 1 abwechselnd mit einer Frequenz.

UNGATED C-SEGMENT - Dieser Pin teilt die interne Frequenz durch 10, wenn er als Taktgeber angegeben wird.

AUSFÜHREN - Dieser Pin macht auch dasselbe.

Der einzige Unterschied zwischen ihnen kann durch die Visualisierung ihres Timing-Diagramms gemacht werden, das ich hochgeladen habe.

4013 IC - Dieser IC wird verwendet, um die praktisch identischen Sekunden- und Minutenschaltungen zurückzusetzen. Beide verwenden 1/2 eines 4013, um einen Reset-Impuls zu erzeugen, wenn die Dutzende von Einheiten sechs erreichen. Dies wird erreicht, wenn der "Ausführen"-Pin des Zehnerzählers (4026) hoch wird, wobei der "5"-Zählwert gefolgt wird, indem "Clock In" beim "6"-Zähler hoch geht. Dies schaltet den "Q not"-Ausgang des 4013 um, der dann den 4026 zurücksetzt. Er zählt dann von 0 bis 5. Die Einheitenzähler sind gerade durch zehn oder dekadente Zähler.

Schritt 4: Dieser Schritt ist in Fortsetzung des vorherigen Schritts

4013 - Dieser IC wird zweimal in der Schaltung verwendet -

1) Dieser IC wird mit Sekunden- und Minutenzeiger der Uhr verwendet, die ziemlich identisch sind. beide verwenden 1/2 eines 4013, um einen Reset-Impuls zu erzeugen, wenn die Dutzende von Einheiten sechs erreichen. Dies wird erreicht, wenn der "Ausführen"-Pin des Zehnerzählers (4026) hoch wird, wobei der "5"-Zählwert gefolgt wird, indem "Clock In" beim "6"-Zähler hoch geht. Dies schaltet den "Q not"-Ausgang des 4013 um, der dann den 4026 zurücksetzt. Er zählt dann von 0 bis 5. Die Einheitenzähler sind gerade durch zehn oder dekadente Zähler.

2) Um das 12-Stunden-Format bereitzustellen, zählt ein 4013 Dutzende von Stunden und arbeitet mit dem 4001 zusammen, um zurückzusetzen und dann einen zusätzlichen Zähler in die Stundeneinheiten einzufügen, wenn 13 Stunden erreicht sind. Dies macht es von 1 bis 12 Stunden zählen. Ein Teil davon wird erreicht, indem ein spezieller Ausgang des 4026 verwendet wird, das "c"-Segment, das unabhängig vom ED-Zustand verfügbar ist. Dieser "c"-Ausgang ist nur dann niedrig, wenn der Zählwert bei "2" liegt, und geht bei Zählwert "3" hoch. So wird der Stundenzähler von "13" erkannt.

4001 - Dieser IC wird in Verbindung mit 4026 und 4013 verwendet, um den Zehner-Stundenzeiger der Uhr zu aktivieren und den Einerzähler des Stundenzeigers der Uhr auf 1 statt auf 0 zurückzusetzen.

MOSFET 2N7000- Dieser Mosfet wird als Schalter verwendet, um die letzten sieben Segment-LEDs einzuschalten, wenn die Uhr eine Zeit von 9:59:59. erreicht

Schritt 5: Einige Bilder aus dem Projekt

Ich hoffe, Ihnen hat das Projekt gefallen. Ich habe auch das Video hochgeladen, wenn Sie etwas zu diesem Projekt haben, schreiben Sie es bitte in die Kommentare unten Ich werde sehr gerne darauf antworten.