Orë dixhitale duke përdorur oshilator kristal dhe rrokullisje: 3 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:13

Orët gjenden pothuajse në të gjitha llojet e elektronikës, ato janë rrahjet e zemrës së çdo kompjuteri. Ato përdoren për të sinkronizuar të gjithë qarkun vijues. ato përdoren gjithashtu si sportele për të përcaktuar kohën dhe datën. Në këtë udhëzues do të mësoni se si llogariten kompjuterët dhe në thelb se si funksionon një orë dixhitale duke përdorur rrokullisje dhe logjikë kombinuese. Projekti ndahet në module të shumta që secili kryen një funksion të veçantë.

Furnizimet

Për këtë udhëzues do t'ju duhet disa njohuri paraprake në:

• Konceptet e logjikës dixhitale
• Simulues multisim (opsional)
• Kuptimi i qarqeve elektrike

Hapi 1: Ndërtimi i modulit të bazës kohore

Koncepti prapa një ore dixhitale është se ne në thelb po numërojmë ciklet e orës. një orë 1 Hz po gjeneron një puls çdo sekondë. në hapat e ardhshëm do të shohim se si mund t'i numërojmë ato cikle për të përbërë sekondat, minutat dhe orët e orës sonë. Një mënyrë se si mund të gjenerojmë një sinjal 1 Hz është duke përdorur një qark oshilator kristal që gjeneron një sinjal 32.768 kHz (si ai që kam projektuar më sipër i cili quhet oshilator shpues), që më pas mund ta ndajmë duke përdorur një zinxhir Flip Flops. Arsyeja pse përdoret 32.768 kHz është sepse është më e lartë se frekuenca jonë maksimale e dëgjimit e cila është 20 kHz dhe është e barabartë me 2^15. Arsyeja që është e rëndësishme është sepse një dalje e flip-flop J-K ndizet në skajin Pozitiv ose Negativ (varet nga FF) e sinjalit hyrës, prandaj dalja është efektivisht në një frekuencë që është gjysma e hyrjes origjinale. Në të njëjtën mënyrë nëse lidhim 15 Flip Flops, mund të ndajmë frekuencën e sinjalit hyrës për të marrë sinjalin tonë 1 Hz. Unë sapo përdor një gjenerator impuls 1 Hz për të shpejtuar kohën e Simulimit në Multisim. Sidoqoftë, në një dërrasë buke ndjehuni të lirë të ndërtoni qarkun që kam më lart ose të përdorni një modul DS1307.

Hapi 2: Ndërtimi i numëruesit të sekondave

Ky Modul është i ndarë në dy pjesë. Pjesa e parë është një numërues 4-bit që numëron deri në 9 që përbën vendin e 1-të të sekondave. Pjesa e dytë është një numërues 3-bit që numëron deri në 6 që përbën vendin e 10-të të sekondave.

Ekzistojnë 2 lloje të numëruesve, një numërues sinkron (ku ora është e lidhur me të gjithë FF) dhe një numërues asinkron ku ora ushqehet me FF -në e parë dhe dalja vepron si ora e FF -së së ardhshme. Unë përdor një numërues asinkron (i quajtur edhe një numërues i valëzimit). Ideja është që nëse dërgojmë një sinjal të lartë në hyrjet 'J' dhe 'K' të FF, FF do të ndryshojë gjendjen e tij në çdo cikël të orës hyrëse. Kjo është e rëndësishme sepse për secilën 2 këmbyes të FF -së së parë prodhohet një kalimtare në FF -në e njëpasnjëshme dhe kështu me radhë deri në atë të fundit. Prandaj ne prodhojmë një numër binar ekuivalent me numrin e cikleve të sinjalit të orës hyrëse.

Siç u tregua më lart, në të majtë është qarku im që bën numëruesin 4-bit për vendin e 1-të. Më poshtë kam zbatuar një qark Reset, është në thelb një portë AND që dërgon një sinjal të lartë në kunjin e rivendosjes së Flip Flops nëse dalja e numëruesit është një 1010 ose 10 në shifra dhjetore. Prandaj dalja e asaj porte DHE është 1 sinjal pulsi për 10 sekonda të cilin do ta përdorim si orë hyrëse për numëruesin e vendeve tona 10.

Hapi 3: Vendosja e të gjitha së bashku

Me të njëjtën logjikë, ne mund të vazhdojmë të grumbullojmë sportele për të kompensuar Minutat dhe Orët. Ne madje mund të shkojmë më tej dhe të numërojmë ditë, javë apo edhe vite. ju mund ta krijoni këtë në një pjatë, në mënyrë ideale megjithatë do të përdorni një modul RTC (orë në kohë reale) vetëm për lehtësi. Por nëse ndiheni të frymëzuar, në thelb do të keni nevojë për:

19 rrokullisje J-K (ose 10 IC të dyfishtë J-K siç është SN74LS73AN)

• një burim hyrës 1 Hz (mund të përdorni një modul DS1307 që gjeneron një valë katrore 1 Hz)
• 6 Dekodues binar me 7 segmente (siç është 74LS47D)
• 23 Inverter, 7 porta AND me 3 hyrje, 10 porta AND 2 me hyrje, 3 porta AND 4 me hyrje, 5 OR porta
• Gjashtë ekrane me gjashtë segmente me 7 segmente

Shpresoj se keni mësuar se si funksionon një orë dixhitale nga ky udhëzues, ju lutem mos ngurroni të bëni ndonjë pyetje!