.RU

Введение в цифровую технику Партин - страница 6





Рис. 61. Схема делителя частоты генератора с кварцевым резонатором на 1,96 МГц


^ ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ ИЗ ДЕТАЛЕЙ РАДИОКОНСТРУКТОРА


Для радиолюбителей, интересующихся цифровой техникой и желающих на практике познакомиться с большими интегральными микросхемами, некоторые промышленные предприятия страны выпускают наборы деталей для самостоятельной сборки электронных часов в любительских условиях. С одним из таких радиоконструкторов, названных заводом-изготовителем конструкторским набором "Электроника-1", мы и хотим познакомить вас в этом заключительном разделе книги.

Знакомство с устройством и работой электронных часов, которые можно собрать из такого радиоконструктора, начнем с их функциональной схемы, изображенной на рис. 62. Основой часов служит большая интегральная микросхема DD (на рис. 62 обведена штрих-пунктирными линиями), содержащая блок опорной частоты кварцевого генератора G и оперативное устройство ОУ, к которой подключают цифровые индикаторы HG1-HG4, блок управления часами БУ и акустический преобразователь НА. Преобразователь напряжения ПН внешнего источника постоянного тока обеспечивает питанием все элементы часов.

Блок опорной частоты кварцевого генератора часов по своему функциональному-назначению аналогичен блоку образцовых частот описанного выше ре-~лб времени. А оперативное устройство, управляющее цифровыми индикаторами, обеспечивает работу электронных часов как секундомера и будильника.

В конструкторский набор "Электроника-1" входят: многофункциональная интегральная микросхема КА1016ХЛ1 (или ЧБ-32); кварцевый резонатол РК-72ЧА-17БУ, пьезокерамический звонок типа ЗП-1, цифровые индикаторы ИВ-ЗА (или ИВ-6), печатная плата, кнопочные выключатели П2К, резисторы, конденсаторы и другие необходимые детали и материалы. Обладателю набора надо только разобраться в назначении узлов и элементов часов, смонтировать детали на плате 1и по своему вкусу сделать корпус для них. Источником питания может служить аккумуляторная батарея напряжением 12 В (если часы предполагается установить в автомобиле) или выпрямитель с таким же выходным напряжением постоянного тока. Потребляемый ток от источника напряжением 12 В не превышает 200 мА. Точность хода часов не хуже +1 с в сутки.




Рис. 62. Структурная схема электронных часов


Принципиальная схема часов приведена на рис. 63. Источником питания микросхемы DD1 служит стабилизатор напряжения, образованный стабилитроном VD1 и транзистором VTI, Стабилизированное напряжение 15 В подается на ее выводы 15 и 12. Общим выводом по. цепи питания микросхем является вывод 12. Частота кварцевого резонатора ZQ1, а значит и генератора опорной частоты, равна 32 768 Гц. Элементами делителя, входящими в микросхему, она делится до 1 Гц, что соответствует 1 с. Кнопочные выключатели SB1 -SB5 образуют блок управления оперативным устройством микросхемы, которое обеспечивает дина--мический режим работы цифровых индикаторов HG1-HG4.

Индикатор ИВ-3 представляет собой электронную лампу с катодом прямого накала (выводы 7, 8), восемью анодами с отдельными выводами (1-6, 10 и 11) и общей управляющей сеткой (вывод 9). Семь анодов выполнены в виде узких полосок, образующих стилизованную цифру 8, д восьмой - в виде точки. Аноды покрыты тонким слоем люминофора. При подаче положительного напряжения на сетку и элементы-аноды индикатора между кашдом и анодами возникает поток электронов, вызывающий свечение, люминофора.

В часах одноименные элементы-аноды цифровых знаков всех индикаторов соединены между собой и подключены к соответствующим выводам микросхемы. На них в определенные моменты с оперативного устройства подается закодированный сигнал, синтезирующий один из элементов цифр. Одновременно на сетки индикаторов подается управляющий сигнал. В результате одновременного воздействия сигналов кода и управляющего на индикаторах высвечиваются цифры от О до 9. Индикаторы HG1 и HG2 высвечивают часы, a HG3 - HG4 - минуты текущего времени. Знак точки во втором индикаторе, отделяющий значения часов от минут, горит постоянно. Аналогичные знаки в остальных индикаторах не используются.




Рис. 63. Принципиальная схема электрических часов


Нажатием на кнопку SB1 "К" блока управления корректируют показание индикаторами текущего времени и времени автоматического включения звукового сигнала будильника. Кнопкой SB5 "Ч" устанавливают часы, а кнопкой SB4 "М" - минуты текущего времени. Кнопка SB1 "С" служит для перевода часов в режим счета секунд текущего времени и на работу как секундомера с нулевых значений времени. Кнопкой SB3 "Б" включают ждущий режим будильника, при совпадении предварительно установленного и текущего времени пьезокера-мический звонок НА1, подключенный к выводу 10 микросхемы, издает звуковой сигнал частотой около 2 кГц. Подстроеч-ным конденсатором С1, входящим в кварцевый генератор, можно корректировать точность "хода" часов.

Нити накала знаковых индикаторов рассчитаны на питание напряжением 0,85... 1,15 В при токе 45...55 мА каждая. В часах они соединены параллельно и питаются от источника напряжением 12 В через гасящий резистор R18. Делитель напряжения R16R17 и двуханодный стабилитрон VD2 образуют среднюю точку нитей накала, относительно которой на аноды и сетки индикаторов подается (через резисторы R4 - R15) отрицательное напряжение, снимаемое с выхода выпрямителя преобразователя напряжения, устраняющее мерцание выключаемых элементов индицирующихся цифр.

Трансформатор TS1 и транзисторы VT2, VT3 образуют двухтактный преобразователь постоянного напряжения внешнего источника питания в переменное напряжение частотой около 2 кГц. Отрицательное напряжение внешнего источника подается непосредственно на эмиттеры транзисторов, а положительное-на коллекторы через обмотки III и ГУ трансформатора TS1. Напряжение, снимаемое с резистора R20 делителя R19R20, через обмотки I и II подается на базы транзисторов, создает на них положительное (относительно эмиттеров) смещение и тем самым обеспечивает запуск преобразователя. В результате действия положительной отрицательной связи между коллекторными и базовыми цепями транзисторов устройство возбуждается. При этом в обмотке V трансформатора наводится переменное напряжение прямоугольной формы, которое выпрямляется диодами VD3 - VD6, включенными по мостовой схеме, и далее стабилизируется стабилитроном VD1 и транзистором VT1.

Внешний вид часов, смонтированных на печатной плате, показан на рис. 64.





Рис. 64. Монтаж деталей часов на плате


На плате со стороны деталей установлены дополнительные проволочные перемычки (11 дат.), соединяющие печатные проводники. Резисторы R4-R15 смонтированы в вертикальном положении. Их верхние выводы соединены отрезком монтажного - провода, который припаян к контактной площадке печатного проводника, идущего к анодам диодов VD2 и VD4, двуханодно-му стабилитрону VD2 и (.через проволочную перемычку) к коллектору регулирующего транзистора VT1 -стабилизатора напряжения. Чтобы предотвратить соединения выводов индикаторов между собой, на них надеты отрезки изоляционной трубки. Под кварцевый резонатор подложена текстолитовая шайба (входит в набор).

Магнитопроводом трансформатора TS1 преобразователя напряжения служит ферритовре кольцо М200НМ типоразмера К16х 10x4,5 (входит в набор). Обмотки I и II содержат по 20 витков, III и IV-по 65 витков, обмотка V-225 витков провода ПЭВ-2 0,14. На схеме начала обмоток обозначены точками. Провода обмоток I-IV укладывают на тело кольца в одном направлении, при этом обмотка II должна быть продолжением обмотки I, a обмотка IV - продолжением обмотки Ш. Чтобы избежать встречного включения обмоток, каждую пару обмоток (I и II, III и IV) рекомендуется наматывать одним отрезком провода соответствующей длины, сложенным вдвое, а после намотки разрезать и соединить его части так, чтобы одна из обмоток была продолжением второй. Место соединения будет отводом от середины последовательно соединенной пары обмоток (для обмоток I и П-отвод 4, для обмоток Ш и IV-отвод 7).

Сначала ферритовое кольцо по всему диаметру оберните полоской лакотка-ни шириной 5 мм, закрепите ее конец клеем БФ-2 и, пользуясь проволочным челноком, намотайте провод обмоток I и II. Затем оберните их полоской лакотка-ни и намотайте обмотки III и IV. Последним наматывайте провод обмотки V. Предварительно оберните лакотканыо предыдущие обмотки, а потом и обмотку V.

Готовый трансформатор закрепите на плате клеем БФ-2 (использовать для крепления металлические скобы, хомуты или шпильки нельзя) и припаяйте его выводы к соответствующим токонесущим контактным площадкам платы.

Микросхему монтируйте на плате в последнюю очередь, принимая при этом меры, исключающие возможный выход ее из строя из-за попадания на выводы электростатического заряда, перегрева во время пайки. Чтобы не допустить случайного пробоя микросхемы статическим электричеством, надо, чтобы электрические потенциалы монтажной платы, паяльника и тела самого монтажника были одинаковыми. Для этого на пластмассовую (или деревянную) ручку паяльника наматывают несколько витков неизолированного провода или укрепляют на ней жестяную пластинку и через резистор сопротивлением 100...200 кОм соединяют (провод или пластинку) с жалом и всеми другими металлическими частями паяльника. При монтаже свободной рукой следует держаться за токонесущий проводник питания монтажной платы. Длительность касания паяльником каждого вывода микросхемы не должна превышать Зс, а сам паяльник в это время должен быть отключен от сети. Невыполнение этих в общем-то несложных требований может пагубно сказаться на микросхеме.

Закончив монтаж, тщательно сверьте его с принципиальной схемой часов, металлической иглой или чистой безворсовой материей удалите с печатной платы грязь, остатки флюса, капельки припоя между токонесущими печатными проводниками и площадками и только после этого подключайте к часам источник питания. Внешним источником питания может быть практически любой двухполупернодный выпрямитель с выходным напряжением около 12 В при токе нагрузки не менее 200 мА. Можно использовать, например, выпрямитель сетевого блока питания (см. рис. 20), снимая напряжение непосредственно с его фильтрующего конденсатора С1.

Сразу же после подключения внешнего источника питания в индикаторах должны появиться случайные цифры, что является признаком работоспособности часов. Для обнуления и запуска часов надо одновременно нажать кнопки SB1 "К" и SB2 "С", а затем отжать кнопку "К". С этого момента начинается отсчет секунд-часы работают как секундомер. Далее надо отжать кнопку "С" и одновременным или раздельным нажатием на кнопки SB5 "Ч", SB4 "М" установить на индикаторах часы и минуты текущего времени. Если после этого снова нажать кнопку "С", индикаторы будут показывать секунды текущего времени. Чтобы установить время подачи звукового сигнала (будильника), необходимо нажать кнопку SB3 "Б", поочередным нажатием кнопок "Ч" и "М" установить на блоке индикаторов это время и отжать кнопку "Б". При совпадении текущего времени со значением установленного должен включиться прерывистый сигнал будильника, отключить который можно нажатием на кнопку "Б".


"Электроника-1" - заметный на слух непрерывающийся звук невключенного пьезокерамического звонка. Причина - недостаточное сглаживание пульсаций тока на выходе двухполупериодного вь1-прямителя VD3- VD6. Для его устранения надо электролитический конденсатор СЗ заменить или подключить параллельно ему конденсатор емкостью 5...10 мкФ на номинальное напряжение не менее 50В.

Если в процессе эксплуатации часы будут "убегать" или, наоборот, "отставать", скорректировать их "ход" можно подстройкой частоты генератора конденсатором С1.

Конструкция футляра часов произвольная. Прямоугольное отверстие в его лицевой стенке, через которое видны индикаторы, желательно прикрыть органическим стеклом или пленкой синего или зеленого цвета.

Для использования часов в качестве секундомера нужно при нажатой кнопке "С" нажать и тут же отжать кнопку "К". Но при этом происходит сброс текущего времени. Его значение восстанавливают кнопками "Ч" и "М".

Может случиться, что светящиеся цифры в индикаторах будут мерцать, а пьезокерамический звонок издавать непрекращающиеся беспорядочные звуки. Причина тому - возбуждение микросхемы. Чтобы устранить это явление, надо цепь питания микросхемы заблокировать керамическим конденсатором емкостью 0,047 или 0,068 мкФ, включив его между выводами 12 и 15 или параллельно выходу стабилизатора напряжения (на рис. 63 показанный штриховыми линиями конденсатор С7).

И еще один незначительный недостаток был замечен в работе смонтированных нами часов из радиоконструктора

Список литературы

1. Микросхемы и их применение: Справочное пособие.- М.: Радио и связь, 1983.

2. Бирюков С. А. Цифровые устройства на интегральных микросхемах.- М.: Радио и связь, 1984.

3. Пономарев Л. Д., Евсеев А. Н. Конструкции юных радиолюбителей.- М.: Радио и связь, 1984.

4. Мальцева Л. А., Фромберг Э. М., Ямпольскнй В. С. Основы цифровой техники.- М.: Радио и связь, 1986.

5. Интегральные микросхемы: Справочник / Под ред. Б. В. Тарабрина-М.: Радио и связь, 1983.

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

Что такое цифровая микросхема

Логические элементы и их электрические аналоги

Знакомство с цифровой микросхемой

Автоколебательный мультивибратор

Ждущий мультивибратор

О практическом использовании логических элементов

Блок питания с генераторами импульсов

Простой частотомер

Триггеры

RS-триггер

Игровой автомат на RS-триггерах

D-триггер

JK-триггер

Триггеры в ключевых и счетных устройствах

Красный или зеленый

Модель светофора

Автомат световых эффектов

Счетчики импульсов

Блок цифровой индикации

Игровой автомат "Угадай число"

Реле выдержки времени

Цифровой частотомер

Электронные часы из деталей радиоконструктора

Список литературы

Научно-популярное издание


АЛЕКСЕЙ СЕРГЕЕВИЧ ПАРТИН

ВИКТОР ГАВРИЛОВИЧ БОРИСОВ


ВВЕДЕНИЕ В ЦИФРОВУЮ ТЕХНИКУ


Руководитель группы МРБ И. Н. Суслова

Редактор И. Н. Суслова

Художественный редактор Н. С. Шеин

Технический редактор А. Н. Золотарева

Корректор Т. Л. Кускова


c Издательство "Радио и связь", 1987

ИБ № 1292

OCR Pirat




zakon-uskoreniya-tempov-evolyucii.html
zakonami-dvizheniya-materii-ot-prostogo-k-slozhnomu-v-istmate-teoriya-stranica-14.html
zakonami-dvizheniya-materii-ot-prostogo-k-slozhnomu-v-istmate-teoriya-stranica-6.html
zakonchit.html
zakoni-hammurapi-konspekt-lekcij-po-discipline-kulturologiya-dlya-studentov-vseh-specialnostej.html
zakoni-iz-dolgogo-yashika-zakoni-iz-dolgogo-yashika-14.html
  • studies.bystrickaya.ru/kulturologiya-annotaciya-osnovnoj-obrazovatelnoj-programmi.html
  • writing.bystrickaya.ru/glava-ii-popitka-reformi-proizvedennaya-tiberiem-grakhom-revolyuciya-proizvedennaya-gaem-grakhom.html
  • lesson.bystrickaya.ru/pigmenti-myasa-i-ih-prevrashenie-pri-tehnologicheskoj-obrabotke.html
  • thescience.bystrickaya.ru/i-soderzhanie-problemi-i-obosnovanie-eyo-resheniya-yu-a-vistavkin-2011.html
  • gramota.bystrickaya.ru/zhurnal-izvestiya-vuzov-neft-i-gaz-1-2011.html
  • diploma.bystrickaya.ru/zoogigienicheskie-trebovaniya-k-virashivaniyu-svinomatok-chast-4.html
  • bukva.bystrickaya.ru/stenograficheskij-otchet-vserossijskoj-konferencii-stranica-4.html
  • assessments.bystrickaya.ru/chast-6-krestovie-pohodi-kult-greko-rimskih-bogov-ko-vremeni-obrazovaniya-imperii-nachinaet-postepenno-padat.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-ix-poyavilas-i-ischezla-kniga-ii-charlz-dikkens-kroshka-dorrit-kniga-vtoraya-bogatstvo.html
  • turn.bystrickaya.ru/oformlenie-otkritiya-tekushih-i-drugih-schetov-uchebno-metodicheskoe-posobie-dlya-studentov-ekonomicheskih-specialnostej.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/upravlenie-i-socialnaya-informaciya-chast-7.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-obsuzhden-na-zasedanii-kafedri-filosofiya-i-politologiya-20-marta-2008-g-protokol-8-stranica-26.html
  • composition.bystrickaya.ru/ohrana-krepsa-ne-puskaet-zhurnalistov-na-mesto-vzriva-informacionnoe-agentstvo-baltijskoe-informacionnoe-agentstvo-24022011.html
  • reading.bystrickaya.ru/m-p-grabovskij-plutonievaya-zona-stranica-2.html
  • doklad.bystrickaya.ru/vmesto-zaklyucheniya-biografiya-shopengauera-poslednyaya-rabota-kotoruyu-nachal-pisat-dlya-zhzl-arsenij-vladimirovich.html
  • lesson.bystrickaya.ru/upravlenie-cennimi-bumagami.html
  • lesson.bystrickaya.ru/revelskie-motivi-v-proizvedeniyah-as-pushkina.html
  • abstract.bystrickaya.ru/26-metodicheskie-materiali-opredelyayushie-proceduru-podgotovki-i-provedeniya-gosudarstvennogo-itogovogo-mezhdisciplinarnogo-ekzamena.html
  • laboratornaya.bystrickaya.ru/rassmotreni-sleduyushie-voprosi-i.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/azastan-respublikasi-tezshsn-zheke-kulgn-beru-memlekettk-krsetletn-izmet-standarti-zhalpi-erezheler-azastan-respublikasi-tezshsn-zheke-kulgn-beru.html
  • universitet.bystrickaya.ru/struktura-doklada-v-rossii.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-studentov-idpo-specialnosti-finansi-i-kredit-stranica-4.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/vi-v-konkurentnoj-srede-i-vam-dishat-v-spinu-redkij-vitamin.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/umk-m-z-biboletovoj-enjoy-english-6-klass-2011-2012-uch-god-stranica-3.html
  • esse.bystrickaya.ru/programma-sorevnovanij-rabota-mandatnoj-komissii-vremya-raboti-13-avgusta-2012-goda-s-10-00-do-17-00-raspolozhenie-mandatnoj-komissii-na-territorii-bo-oao-zavod-podshipnikov-skolzheniya.html
  • literature.bystrickaya.ru/c-eminar-trening-investicii-v-energoeffektivnost.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-9-vethozavetnie-prorochestva-o-messii-ispolnivshiesya-v-iisuse-iz-nazareta-neosporimie-svidetelstva.html
  • school.bystrickaya.ru/glava-1-obshie-polozheniya-koncepciya-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-kadijskogo-municipalnogo-rajona-obshie-svedeniya.html
  • credit.bystrickaya.ru/perspektivi-razvitiya-i-vnedreniya-innovacionnih-tehnologij-v-sfere-poiska-ocenki-razvedki-dobichi-i-pererabotki-poleznih-iskopaemih-zdanie-gosudarstvennoj-dumi-malij-zal.html
  • literatura.bystrickaya.ru/rekomendacii-po-materialno-tehnicheskomu-obespecheniyu-uchebnogo-predmeta.html
  • credit.bystrickaya.ru/orlovskij-oblastnoj-sovet-narodnih-deputatov-postanovlenie-stranica-2.html
  • studies.bystrickaya.ru/kniga-perevedena-s-sokrasheniyami-stranica-18.html
  • tests.bystrickaya.ru/kratkoe-soderzhanie-issledovatelskoj-raboti.html
  • esse.bystrickaya.ru/referat-otchet-83-s-6-ch-20-ris-3-tabl-49-istochnikov.html
  • urok.bystrickaya.ru/pravitelstvo-moskvi-departament-obrazovaniya-goroda-moskvi-vostochnoe-okruzhnoe-upravlenie-obrazovaniya.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.