Đồng hồ kỹ thuật số sử dụng 4026 và 4060: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Mùa hè này, tôi đã tham gia một khóa học tên là "Điện tử kỹ thuật số" tại trường đại học của tôi. Tôi đã học về dép xỏ ngón, quầy và nhiều thứ khác. Vì vậy, tôi nghĩ sẽ rất tuyệt nếu tôi thực hiện một dự án liên quan đến điện tử kỹ thuật số và từ đó dự án đồng hồ kỹ thuật số bắt đầu. Dự án mất khoảng 2 tuần để hoàn thành. Tôi đã bắt đầu với IC TTL và tạo một sơ đồ khối được hiển thị bên dưới nhưng có vấn đề với thiết kế này như bạn có thể thấy trong sơ đồ khối, nó sử dụng quá nhiều IC làm cho dự án rất tốn kém và sẽ tốn nhiều năng lượng và pin sẽ tiêu hao khá nhiều sớm. Sử dụng thiết kế này, bạn cần ít nhất 3 hoặc 4 breadboard, đảm bảo rằng bạn sẽ tiêu tốn rất nhiều không gian.

Nếu ai đó vẫn muốn thực hiện dự án này bằng cách sử dụng IC TTL, tôi đã tải lên sơ đồ của phút và kim giây của đồng hồ bằng cách sử dụng IC 7490 và 7492.

Bây giờ tôi cần sử dụng một số tùy chọn khác vì vậy tôi đã tạo đồng hồ bằng cách sử dụng IC 4026 CMOS rất nổi tiếng.

Bước 1: Thông số kỹ thuật

1. Đồng hồ phải hiển thị giờ, phút và giây.
2. Đồng hồ phải hoạt động bằng pin.
3. Nó phải tiết kiệm điện.
4. Nó nên có chế độ cài đặt thời gian.
5. Các bộ phận nên có sẵn dễ dàng.
6. Nên tiêu tốn ít dung lượng hơn.

Bước 2: Các bộ phận cần thiết

1. CD4026B IC * 6
2. CD4013 IC * 2
3. CD4060 IC * 1
4. CD4001 IC * 1
5. Cathode chung dẫn 7 đoạn * 6
6. dao động tinh thể tần số 32, 768 Hz
7. Điện trở - 100k, 10k * 2, 1k * 1, 470k * 1, 1M * 1
8. tụ điện - 0,01uf, 22pf * 2
9. nút nhấn * 2
10. pin 9v
11. MOSFET 2N7000

Bước 3: Mô tả mạch

Tôi đã tải lên sơ đồ của đồng hồ và bây giờ tôi sẽ giải thích những gì từng bộ phận của đồng hồ này làm.

1. IC 4060 - IC này bao gồm 14 flip-flops chính phụ và một bộ dao động với tần số được điều khiển bởi một tinh thể hoặc bởi một mạch RC kết nối bên ngoài. Đầu ra của mỗi flip-flop sẽ cấp nguồn tiếp theo và tần số ở mỗi đầu ra bằng một nửa tần số của tần số trước đó. Trạng thái của bộ đếm tiến trên cạnh âm của Osc In. Reset-high hoạt động là không đồng bộ và tắt bộ dao động để cho phép tiêu thụ điện năng rất thấp trong khi hoạt động ở chế độ chờ. Mạch hẹn giờ được xây dựng xung quanh CD4060 là 14 tầng gợn sóng mang bộ đếm nhị phân, bộ chia và bộ dao động. Bộ tạo dao động tích hợp của nó là tính năng chính của vi mạch này, đó là lý do tại sao nó có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng như đèn nháy, bộ tạo xung nhịp trong mạch hẹn giờ. Hình ảnh dưới đây cho thấy cách bố trí chân của IC:

Mạch 4060 (IO1) chia tần số tinh thể 32 768 Hz sử dụng bộ đếm trước nhị phân 14 giai đoạn xuống tần số 2 Hz. Tần số 2Hz này được đưa vào chân xung nhịp 1 của IC 4026.

Hai công tắc được sử dụng để đặt thời gian và đạt được bằng cách sử dụng chân 4060 bằng cách tăng tần số được cấp cho IC 4026.

Công tắc đầu tiên có tần số thấp hơn trong hai công tắc được sử dụng để đặt phút trên đồng hồ.

Công tắc thứ hai có tần số cao hơn được sử dụng để đặt giờ trên đồng hồ.

2. CD4026B - IC này có bốn công dụng trong mạch

I) Nó được sử dụng để cung cấp xung nhịp cho mạch.

2) Nó được sử dụng làm bộ giải mã, chúng có đầu ra trực tiếp cho màn hình 7 đoạn. Không giống như các bộ đếm BCD thông thường, chúng không cần bộ giải mã từ BCD thành 7 đoạn

3) Nó được sử dụng như bộ phân tần.

4) Chúng cũng có một đầu ra bổ sung như "Ungated C segment" và "Carry Out" rất hữu ích để tạo đồng hồ

LƯU Ý - IC này có các đầu ra cao đang hoạt động nên nó chỉ có thể điều khiển các đèn LED bảy đoạn catốt thông thường, vì vậy hãy đảm bảo rằng bạn đang sử dụng cùng một loại.

Tín hiệu 2Hz đi vào đầu vào CLK của nó (chân 1) thông qua R3, R4, R5. Chu kỳ đếm 10 được rút ngắn thành 2 bằng cách sử dụng đầu vào đặt lại (chân 15). Vì nó không có bất kỳ đầu ra BCD nào, chúng tôi kết nối đầu vào đặt lại với đầu ra phân đoạn g. Phân đoạn g không hoạt động cho các chữ số 0 và 1, nhưng nó hoạt động (cao) cho chữ số 2. Do đó, khi bộ đếm đạt đến trạng thái 2, nó gần như ngay lập tức đặt lại và chuyển sang trạng thái 0. Do đó, chỉ có các chữ số 0 và 1 xen kẽ với một tần số.

UNGATED C SEGMENT - Chân này khi được cung cấp khi đồng hồ chia tần số bên trong cho 10.

CARRY OUT - Ghim này cũng hoạt động tương tự.

Sự khác biệt duy nhất giữa chúng có thể được tạo ra bằng cách hình dung sơ đồ thời gian của chúng mà tôi đã tải lên.

4013 IC - IC này được sử dụng để thiết lập lại các mạch giây và phút gần như giống hệt nhau. Họ sử dụng 1/2 của 4013 để tạo xung đặt lại khi hàng chục đơn vị đạt đến sáu. Điều này được thực hiện khi chân "Thực hiện" trên bộ đếm hàng chục đơn vị (4026) tăng cao với số "5" theo sau là "Đồng hồ trong" lên cao trên số "6". Điều này sẽ chuyển đổi đầu ra "Q not" của 4013, sau đó đặt lại 4026. Sau đó, nó đếm từ 0 đến 5. Các bộ đếm đơn vị được chia thẳng cho bộ đếm mười hoặc thập kỷ.

Bước 4: Bước này tiếp nối bước trước

4013 - IC này được sử dụng hai lần trong mạch -

1) IC này được sử dụng với kim giây và kim phút của đồng hồ khá giống nhau. cả hai đều sử dụng 1/2 của 4013 để tạo xung đặt lại khi hàng chục đơn vị đạt đến sáu. Điều này được thực hiện khi chân "Thực hiện" trên bộ đếm hàng chục đơn vị (4026) tăng cao với số "5" theo sau là "Đồng hồ trong" lên cao trên số "6". Điều này sẽ chuyển đổi đầu ra "Q not" của 4013, sau đó đặt lại 4026. Sau đó, nó đếm từ 0 đến 5. Các bộ đếm đơn vị được chia thẳng cho bộ đếm mười hoặc thập kỷ.

2) Để cung cấp định dạng 12 giờ, 4013 đếm hàng chục giờ cộng với 4001 để đặt lại sau đó chèn thêm một số vào đơn vị giờ khi đạt đến 13 giờ. Điều này làm cho nó được tính từ 1 đến 12 giờ. Một phần của điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một đầu ra đặc biệt trên 4026, đoạn "c", có sẵn độc lập với trạng thái ED. Đầu ra "c" này chỉ ở mức thấp khi số đếm ở mức "2" và lên cao khi số đếm "3". Đây là cách phát hiện số giờ của "13".

4001 - IC này được sử dụng cùng với 4026 và 4013 để đếm hàng chục của kim giờ đồng hồ và để đặt lại số đếm của kim giờ đồng hồ thành 1 thay vì 0.

MOSFET 2N7000- MOSFET này được sử dụng như một công tắc để bật đèn led bảy đoạn cuối cùng khi đồng hồ đạt đến thời điểm 9:59:59

Bước 5: Một số hình ảnh từ dự án

Hy vọng bạn đã thích dự án Tôi cũng đã tải lên video nếu bạn có bất kỳ liên quan đến dự án này, xin vui lòng cho nó vào phần bình luận bên dưới Tôi sẽ rất vui khi phản hồi nó.