БЛОК СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ НА МИКРОСХЕМАХ

  Главная      Книги - Часы (ремонт)     Электронные часы на микросхемах (В.Г. Ковалев) - 1985 год

 поиск по сайту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..

 

 

 

6.

БЛОК СЧЕТЧИКОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ НА МИКРОСХЕМАХ


Структурная схема блока счетчиков приведена на рис. 1. Для ее ре­ализации наиболее удобны микросхемы К176ИЕ4 и К176ИЕЗ, так как они име­ют коэффициенты деления 10 и 6 соответственно и позволяют при последова­тельном соединении (рис. 20) производить отсчет секунд (минут). Встроенный в каждую микросхему дешифратор формирует сигналы для управления сег­ментами одного индикатора. Для установки счетчиков в нулевое состояние кнопкой 57 («Уст. 0») на объединенные входы R через резистор R1 (десятки-сотни килоом) подается напряжение источника питания. В рабочем режиме входы R подключены к корпусу.

Функциональные узлы, построенные по схеме рис. 20 (назовем их счетны­ми секциями), в блоке счетчиков выполняют отсчет единиц и десятков секунд и минут. Для отсчета единиц и десятков часов требуется снизить коэффициент счета рассмотренной счетной секции до 24. С этой целью в ее схему вводится логическая ОС, схемотехнические варианты которой показаны на рис. 21.

В схеме на рис. 21, а в цепь ОС включен логический элемент И (схема совпадения) на диодах VD1, VD2 (КД522) и резисторе R (20 — 30 кОм). Исход­ными для формирования сигнала ОС являются сигналы с выхода 4 (вывод 3) микросхемы К176ИЕ4 и с выхода 2 (вывод 3) микросхемы К176ИЕЗ. Напомним (см. § 3), что на выходе 4 сигнал получает уровень 1 после четвертого импуль­са в каждой серии из десяти входных импульсов, а на выходе 2 после второго импульса в каждой серии из шести входных импульсов. Поскольку микросхемы соединены последовательно, то на выходе 2 микросхемы К176ИЕЗ сигнал 1 появляется после 20 импульсов на входе микросхемы К176ИЕ4. Таким образом, после 24 входных импульсов Тчас с периодом 1 ч на выводах 3 обеих микро­схем появятся сигналы с уровнем 1. Диоды VD1, VD2 закроются и на входы обнуления счетчиков поступит напряжение высокого уровня.

Рис. 20. Счетная секция секунд (минут)

Рис. 21. Варианты схем счетной секции часов:

а — с диодами в цепи ОС, б — с элементами И-НЕ, в — с элементами ИЛИ-НЕ


После перевода счетчиков в нулевое состояние на их выходах, в том числе и на выходах 4 и 2, напряжения будут иметь нулевой уровень. Тогда диоды схемы совпадения откроются и счетчики начнут отсчет нового 24-часового ин­тервала. Во всем этом интервале один или оба диода открыты, чем и обеспечивается на установочных входах счетчиков низкий, около 1 В, уровень напря­жения. В другом варианте (рис. 21,6) логический элемент И в цепи ОС построен на двух последовательно соединенных элементах И-НЕ микросхемы К176ЛА7. В момент достижения счетчиками К176ИЕ4, К176ИЕЗ состояния, соответствую­щего 24 ч, на входы логического элемента DD1 поступает сигнал 1 и включа­ет его: на выходе (вывод 10) напряжение получает уровень 0. Элемент DD2 этим сигналом устанавливается в закрытое состояние, которому соответствует высокий уровень выходного напряжения. Появление на выводе 3 микросхемы К176ЛА7 сигнала 1 вызывает обнуление счетчиков.

Заметим, что по аналогичной схеме составляется логический элемент II на основе микросхем К176ЛА8, К176ЛА9. В этом качестве могут быть примене­ны и микросхемы К176ЛЕ5, К176ЛЕ10 и др., содержащие логические элементы ИЛИ-НЕ. Пример реализации элемента И на микросхеме К176ЛЕ5 приведен на рис. 21,s.

Соединение счетных секций производится через контакты переключателей SI, S2, что дает возможность быстрой установки счетчиков в требуемое состоя­ние. В качестве установочной используются последовательность импульсов с вы­хода генератора секундных импульсов (ГСИ), подключаемая ко входам счет­ных секций минут и часов (рис. 22,а).

Установка состояний счетчиков контролируется по индикаторам. При воз­вращении переключателя S1 или S2 в исходное положение возможно ложное сра­батывание счетчика из-за разности уровней напряжения на выходах ГСИ и предыдущей счетной секции к моменту переключения, которая воспринимается как дополнительный установочный сигнал. В результате индикатор показывает значение на единицу больше устанавливаемого. Частичной защитой может слу­жить конденсатор С1 на входе счетной секции. Для устранения такого рода сбоев в схеме на рис. 22,6 между счетными секциями включена .RC-цепь (Rl = = 560 кОм, R2=10 кОм, С1 = 680 пФ), дифференцирующая выходной сигнал предыдущей секции с постоянной времени C1R1/2. Таким способом на входе счетной секции обеспечивается кратковременное отклонение напряжения от по­стоянного уровня логической 1, который создается источником питания, подклю­ченным ко входу секции.

Рис. 22. Варианты соединения счетных секций:

а — с непосредственной связью, б — с резистивно-емкостной связью


Выход ТСИ, с которого снимаются установочные импульсы, имеет такую же R1С1-цепь и также соединен с источником питания. Поэтому при подключе­нии входа счетной секции к R1С1-выходу ГСИ условия на входе устанавливае­мой секции остаются неизменными как в отношении уровня напряжения, так и длительности воздействующих сигналов.

Установка счетчиков в нулевое состояние (обнуление счетчиков) произво­дится кратковременным подключением к их входам R (установки 0) источника напряжения высокого уровня, соответствующего логической 1. В общем слу­чае в часах могут быть предусмотрены два способа обнуления счетчиков — при­нудительный и автоматический.

В схеме принудительного обнуления (рис. 23,а) ко входам счетчиков кно­почным контактом подключается напряжение источника питания через токо-ограничивающий резистор R1 с сопротивлением десятки килоом. При необходи­мости в цепь обнуления может быть включена и счетная секция часов, но для этого потребуется внести некоторые изменения в ее цепь ОС: либо включить дополнительный инвертор DD3 и через него подать сигнал установки на вход 2 элемента DD2 (рис. 23,6). Наименьшими будут изменения в схеме включения логических элементов ИЛИ-НЕ: достаточно объединить по одному входу эле­ментов DD1, DD2 (рис. 23,б) и подать на них сигнал установки нуля. Поскольку задержка во времени установления счетчиков серии К176 составляет десятые-доли микросекунды, замыкание кнопочного контакта должно быть кратковремен­ным. В рабочем режиме на входах установки нуля всех счетчиков должен со­храняться нулевой потенциал.

Автоматическое обнуление счетчиков обычно вводится для защиты от помех в цепях питания, а также в тех случаях, когда в часах имеется сигнальное ус­тройство с блоком программирования на основе счетчиков. При включении пи­тания эти счетчики могут установиться в произвольное состояние, проконтро­лировать которое невозможно, поскольку индикация состояний счетчиков блоха программирования отсутствует.

Рис. 23. Варианты схем принудительного обнуления:

а — счетчиков секунд и минут, б, в — счетчиков часов с разными логическими элементами в цепи ОС


Вариант схемы автоматической установки счетчиков в нуль приведен на рис. 24. Основу схемы составляет транзисторный ключ с общим коллектором w интегрирующей R1С1-цепью на входе. При включении питания некоторое время, необходимое для заряда конденсатора С1 до напряжения открывания транзистора VT1, ключ закрыт и сигнал на его выходе имеет нулевой уровень. Этот уровень преобразуется логическим элементом DD1 в уровень 1 и подается на установочные входы R всех счетчиков. Так обеспечивается их обнуление.

Когда напряжение на конденсаторе С1 достигает порогового значения, транзистор VT1 открывается и подключает ко входу элемента D1 напряжение источника питания. В результате на всех входах R устанавливается 0 и счетчи­ки переходят в рабочий режим.

В схеме на рис. 24 предусмотрено и принудительное обнуление. Для этого контактом переключателя S2 необходимо на входе элемента DD1 обеспечить нулевой потенциал.

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10    ..