|
|
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 ..
|
|
|