Kristal Osilatör və Flip Floplardan istifadə edərək rəqəmsal saat: 3 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Saatlar demək olar ki, bütün elektronikalarda olur, hər hansı bir kompüterin ürək döyüntüsüdür. Bütün ardıcıl dövrələri sinxronizasiya etmək üçün istifadə olunur. vaxt və tarixi izləmək üçün sayğac kimi də istifadə olunur. Bu təlimatda kompüterlərin necə sayıldığını və əslində rəqəmsal saatın flip flop və kombinasiya məntiqi ilə necə işlədiyini öyrənəcəksiniz. Layihə hər biri müəyyən bir funksiyanı yerinə yetirən bir çox modula bölünür.

Təchizat

Bu təlimatlandırmaq üçün bir sıra əvvəlcədən biliklərə ehtiyacınız olacaq:

• Rəqəmsal məntiq anlayışları
• Multisim simulyatoru (isteğe bağlı)
• Elektrik dövrələri haqqında anlayış

Addım 1: Zaman Bazası Modulunun qurulması

Rəqəmsal Saatın arxasında duran konsepsiya əslində saat dövrlərini saymaqdır. 1 Hz saat hər saniyədə bir nəbz yaradır. Növbəti addımlarda, saatımızın saniyələrini, dəqiqələrini və saatlarını necə düzəldə biləcəyimizi görəcəyik. 1 Hz siqnalını yaratmağın bir yolu, 32.768 kHz siqnal yaradan bir kristal osilator dövrə istifadə etməkdir (yuxarıda dizayn etdiyim kimi pirsinq osilatoru kimi), sonra Flip Flops zənciri ilə bölmək olar. 32.768 kHz istifadə edilməsinin səbəbi, 20 kHz olan maksimum eşitmə tezliyimizdən yüksək olması və 2^15 -ə bərabər olmasıdır. Önəmli olan səbəb, J-K flip flop çıxışının giriş siqnalının Müsbət və ya Mənfi kənarında (FF-dən asılı olaraq) keçməsidir, buna görə də çıxış effektiv olaraq orijinal girişin yarısı olan bir tezlikdə olur. Eyni şəkildə 15 Flip Flops zəncir etsək, 1 Hz siqnalımızı əldə etmək üçün giriş siqnalının tezliyini bölə bilərik. Sadəcə Multisim -də Simulyasiya müddətini sürətləndirmək üçün 1 Hz nəbz generatorundan istifadə etdim. Ancaq bir çörək taxtasında yuxarıdakı sxemimi qurmaqdan və ya DS1307 modulundan istifadə etməkdən çekinmeyin.

Addım 2: Saniyə sayacının qurulması

Bu modul iki hissəyə bölünür. Birinci hissə, saniyələrin 1-ci yerini təşkil edən 9-a qədər sayılan 4 bitlik yuxarı sayğacdır. İkinci hissə, saniyələrin 10-un yerini təşkil edən 6-ya qədər sayılan 3 bitlik bir sayğacdır.

2 növ sayğac, sinxron sayğac (saatın bütün FF -ə qoşulduğu yer) və saatın ilk FF -yə verildiyi və çıxışın sonrakı FF -in saatı kimi çıxış etdiyi asinxron sayğac var. Mən asinxron sayğacdan (dalğalanma sayğacı da deyilir) istifadə edirəm. Fikir budur ki, FF -in 'J' və 'K' girişlərinə yüksək bir siqnal göndərsək, FF giriş saatının hər dövrəsində vəziyyətini dəyişər. Bu vacibdir, çünki ilk FF -nin hər 2 keçidində ardıcıl FF -də bir keçid istehsal olunur və sona qədər. Buna görə də giriş saat siqnalının dövr sayına bərabər olan İkili ədəd istehsal edirik.

Yuxarıda göstərildiyi kimi, solda 1-ci yer üçün 4-bit yuxarı sayğac yaradan dövrə var. Bunun altında bir Sıfırlama dövrəsi tətbiq etdim, sayğacın çıxışı ondalık olaraq 1010 və ya 10 olarsa, Flip Flopların sıfırlama pininə yüksək bir siqnal göndərən bir AND qapısıdır. Beləliklə, AND qapısının çıxışı 10 saniyəlik sayğacımız üçün giriş saatı olaraq istifadə edəcəyimiz 10 Saniyədə 1 Pulse siqnaldır.

Addım 3: Hamısını bir araya gətirmək

Eyni məntiqlə Dəqiqələr və Saatları düzəltmək üçün sayğacları yığmağa davam edə bilərik. Hətta daha irəli gedib günləri, həftələri və hətta illəri saya bilərik. Bunu bir çörək taxtasında yarada bilərsiniz, amma ideal olaraq yalnız RTC (real vaxt saatı) modulundan istifadə etmək olar. Ancaq ilham hiss edirsinizsə, ehtiyacınız olacaq:

19 J-K Flip Flop (və ya SN74LS73AN kimi 10 İkili J-K IC)

• 1 Hz giriş mənbəyi (1 Hz kvadrat dalğası yaradan DS1307 modulundan istifadə edə bilərsiniz)
• 6 ikili 7 seqmentli dekoderlər (74LS47D kimi)
• 23 çevirici, 7 3 girişli VƏ darvaza, 10 2 girişli VƏ qapısı, 3 4 girişli və qapısı, 5 OR qapısı
• Altı 7 seqmentli altıbucaqlı displey

Ümid edirəm rəqəmsal bir saatın necə işlədiyini bu təlimatdan öyrənmisiniz, zəhmət olmasa hər hansı bir sual verməkdən çekinmeyin!