Թվային ժամացույց ՝ օգտագործելով բյուրեղյա տատանումներ և մատնահետքեր ՝ 3 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Clամացույցները հանդիպում են գրեթե բոլոր տեսակի էլեկտրոնիկայի մեջ, դրանք ցանկացած համակարգչի սրտի բաբախյունն են: Դրանք օգտագործվում են բոլոր հաջորդական սխեմաները համաժամեցնելու համար: դրանք օգտագործվում են նաև որպես հաշվիչ ՝ ժամանակի և ամսաթվի հետևելու համար: Այս ուսանելի դասում դուք կսովորեք, թե ինչպես են հաշվում համակարգիչները և ըստ էության, թե ինչպես է աշխատում թվային ժամացույցը ՝ օգտագործելով մատնահետքերը և համակցված տրամաբանությունը: Նախագիծը բաժանված է բազմաթիվ մոդուլների, որոնցից յուրաքանչյուրը կատարում է որոշակի գործառույթ:

Պարագաներ

Այս ուսանելիի համար ձեզ հարկավոր է որոշակի նախնական գիտելիքներ ՝

• Թվային տրամաբանության հասկացություններ
• Multisim simulator (ըստ ցանկության)
• Էլեկտրական սխեմաների իմացություն

Քայլ 1. Buildingամանակի բազայի կառուցում

Թվային ժամացույցի հիմքում ընկած հասկացությունն այն է, որ մենք ըստ էության հաշվում ենք ժամացույցի ցիկլերը: 1 Հց ժամացույցը զարկերակ է առաջացնում ամեն վայրկյան: հաջորդ քայլերում մենք կտեսնենք, թե ինչպես կարող ենք հաշվել այդ ցիկլերը ՝ մեր ժամացույցի վայրկյանները, րոպեներն ու ժամերը կազմելու համար: 1 Հց ազդանշան ստեղծելու եղանակներից մեկն այն է, օգտագործելով բյուրեղյա տատանումների միացում, որն առաջացնում է 32.768 կՀց ազդանշան (ինչպես այն, ինչ վերևումս նախագծել եմ, որը կոչվում է պիրս տատանում), որը մենք կարող ենք բաժանել ՝ օգտագործելով շղթաների մատույցներ: 32.768 կՀց օգտագործման պատճառն այն է, որ այն մեր լսողության առավելագույն հաճախականությունից բարձր է, որը 20 կՀց է և հավասար է 2^15: Պատճառը, որ կարևոր է, այն է, որ J-K մատնահետքի ելքը միանում է մուտքային ազդանշանի դրական կամ բացասական եզրին (կախված է FF- ից), հետևաբար ելքը արդյունավետորեն հաճախականությամբ է, որը կազմում է սկզբնական մուտքի կեսը: Նույն նշանով, եթե մենք շղթայակապենք 15 մատուռ, մենք կարող ենք բաժանել մուտքային ազդանշանի հաճախականությունը `ստանալու մեր 1 Հց ազդանշանը: Ես պարզապես օգտագործեցի 1 Հց իմպուլսային գեներատոր ՝ Multisim- ում մոդելավորման ժամանակը արագացնելու համար: Այնուամենայնիվ, տախտակի վրա ազատ զգացեք կառուցել իմ վերևի շրջանը կամ օգտագործել DS1307 մոդուլը:

Քայլ 2. Երկրորդ վայրկյանների հաշվիչի կառուցում

Այս մոդուլը բաժանված է երկու մասի: Առաջին մասը 4 բիթանոց հաշվիչ է, որը հաշվում է մինչև 9-ը, որը կազմում է 1-ի վայրկյանների տեղը: Երկրորդ մասը 3-բիթանոց հաշվիչ է, որը հաշվում է մինչև 6-ը, որը կազմում է վայրկյանների 10-ի տեղը:

Գոյություն ունեն հաշվիչների 2 տեսակ, համաժամանակյա հաշվիչ (որտեղ ժամացույցը միացված է բոլոր FF- ին) և ասինխրոն հաշվիչ, որտեղ ժամացույցը սնվում է առաջին FF- ով, իսկ ելքը գործում է որպես հաջորդ FF- ի ժամացույց: Ես օգտագործում եմ ասինխրոն հաշվիչ (որը կոչվում է նաև ալիքային հաշվիչ): Գաղափարն այն է, որ եթե մենք բարձր ազդանշան ուղարկենք FF- ի «J» և «K» մուտքերին, ապա FF- ը կփոխի իր վիճակը մուտքային ժամացույցի յուրաքանչյուր ցիկլում: Սա կարևոր է, քանի որ առաջին FF- ի յուրաքանչյուր 2 անջատիչի համար հաջորդական FF- ում արտադրվում է անջատիչ և այդպես մինչև վերջինը: Հետևաբար, մենք արտադրում ենք Երկուական թիվ, որը համարժեք է մուտքային ժամացույցի ազդանշանի ցիկլերի թվին:

Ինչպես ցույց է տրված վերևում, ձախում իմ միացումն է, որը կազմում է 4-բիթանոց հաշվիչը 1-ի տեղի համար: Դրա ներքևում ես ներդրել եմ Վերականգնման միացում, այն հիմնականում AND դարպաս է, որը բարձր ազդանշան է ուղարկում Flip Flops- երի վերականգնման փին, եթե հաշվիչի ելքը 1010 է կամ տասնորդական ՝ 10: Այսպիսով, այդ դարպասի ելքը 1 զարկերակ է 10 վայրկյան մեկ ազդանշանի համար, որը մենք կօգտագործենք որպես մուտքագրման ժամացույց մեր 10 -ի տեղաչափի համար:

Քայլ 3: Ամեն ինչ միասին դնել

Նույն տրամաբանությամբ մենք կարող ենք շարունակել հաշվիչներ հավաքել ՝ րոպեներն ու ժամերը կազմելու համար: Մենք նույնիսկ կարող ենք ավելի առաջ գնալ և հաշվել օրեր, շաբաթներ և նույնիսկ տարիներ: Դուք կարող եք սա ստեղծել սեղանի վրա, իդեալական դեպքում, սակայն, հարմարության համար պետք է օգտագործել RTC (իրական ժամանակի ժամացույց) մոդուլ: Բայց եթե դուք ոգեշնչված եք զգում, ձեզ էականորեն անհրաժեշտ կլինի.

19 J-K Flip Flops (կամ 10 երկակի J-K IC, օրինակ ՝ SN74LS73AN)

• 1 Հց մուտքային աղբյուր (կարող եք օգտագործել DS1307 մոդուլ, այն առաջացնում է 1 Հց քառակուսի ալիք)
• 6 Երկուականից մինչև 7 հատվածի ապակոդավորիչներ (օրինակ ՝ 74LS47D)
• 23 փոխարկիչ, 7 3-մուտքային AND դարպաս, 10 2-մուտքային AND դարպաս, 3 4-մուտքային AND դարպաս, 5 OR դարպաս
• 6 հատվածից վեց վեց ցուցադրում

Հուսով եմ, որ դուք սովորեցիք, թե ինչպես է աշխատում թվային ժամացույցը այս ուսանելիից: Խնդրում ենք ազատ զգալ հարցեր