Дижитал цаг гэхдээ микроконтроллергүй бол [Hardcore Electronics]: 13 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

Микроконтроллероор хэлхээг бүтээх нь маш хялбар боловч энгийн ажлыг гүйцэтгэхийн тулд микро удирдагч хичнээн их ажил хийснийг бид мартаж орхидог. Тэгэхээр дижитал цагийг эхнээс нь бүрэн бүтээхэд ямар хэцүү байх бол? Ямар ч кодчилол, микроконтроллер байхгүй бөгөөд үүнийг жинхэнэ HARDCORE болгохын тулд ямар ч хэвлэмэл хэлхээний самбар ашиглахгүйгээр хэлхээг төгс самбар дээр бүтээх талаар.

Энэ бол цагны логик хэрхэн ажилладагтай холбоотой биш харин бид эдгээр бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй хэлхээг авсаархан төгс самбар дээр хэрхэн бүтээх гэж байгаагаас шалтгаалан хийх үнэхээр хэцүү төсөл юм.

Энэхүү төслийг 2018 онд энэхүү зааварчилгаанаас (зохиогч: hp07) санаа авсан бөгөөд холболтын тоо, ашигласан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн улмаас төгс самбар дээр бүтээхэд үнэхээр хэцүү байх болно. Тиймээс, би нарийн төвөгтэй байдлыг багасгахын тулд онлайнаар жаахан ухсан боловч үүнийг маш энгийн бөгөөд төгс самбар дээр бүтээхэд хэцүү хэвээр байна.

Бусад лавлагаа: scopionz, danyk

Хангамж

Эдгээр төслийг хялбархан хийхэд тань туслах бүтээгдэхүүний жагсаалт юм

(Түншлэлийн линк)

• IC 4026:
• IC 555:
• IC 7411:
• 7 сегментийн дэлгэц:
• Потенциометр:
• Эсэргүүцлийн хэрэгсэл:
• Диод:
• Конденсаторын иж бүрдэл:
• Товчлуур дарах:
• Хяналтын самбар:
• Нийлэг хуудас:
• Цахилгаан адаптер:
• Вандан цахилгаан хангамж:
• осциллографын иж бүрдэл:
• Дижитал цагны иж бүрдэл:

Алхам 1: Цаг хугацааны тухай ойлголт [гэхдээ NOOBS -ийн хувьд]

Нэгдүгээрт, энэ дижитал цагийг бүтээхээс өмнө бид хэдэн асуултын хариултыг ойлгох ёстой! бид цагийг хэрхэн хянах вэ, цаг хугацааг хэрхэн тодорхойлох вэ?

Энэ асуудлын шийдэл нь маш энгийн (хэрвээ та өөрийгөө өсвөр насны өсвөр насны хүүхэд гэж бодоод нэг зуу гаруй жилийн турш физикчид толгойгоо зурж үзээгүй мэт дүр эсгэвэл). Энэхүү шийдэлд хандах бидний арга зам нь эсрэг ойлголттой байж болох бөгөөд эхлээд бид цагийг хэрхэн хянаж, дараа нь цагийг хэрхэн тодорхойлохыг харах болно.

Цагийг 0-60 ба 0-24 хүртэлх тоог тоолж чаддаг тоолуур гэж үзье (одоохондоо 24 цагийн талаар л санаа зовцгооё) энэ утгаас давсан тохиолдолд дараагийн дээд тэмдэглэгээ рүү шилжүүлээрэй [Seconds -> Minutes -> Цаг-> Өдөр-> Сар-> Жил].

Гэхдээ бидэнд энд нэг гол зүйл дутагдаж байна, энэ тоолуурын утгыг хэзээ нэмэгдүүлэх ёстой вэ? Физикийн энгийн тодорхойлолтыг авч үзье

"Хоёр дахь нь цезийн 133 атомын газрын төлөв байдлын хэт нарийн ширхэгтэй шилжилтийн давтамж цезийн давтамжийн тогтмол тоон утгыг Гц нэгжээр илэрхийлэхдээ 9 192 631 770 байхаар тодорхойлогддог. -1."

Хэрэв та тодорхойлолтыг ойлгосон бол онолын физикийг аваад электроникийг орхих хэрэгтэй болов уу!

Ямар ч байсан хялбарчлах үүднээс цезийн атом 9 тэрбум удаа чичирхийлэхэд зарцуулсан цаг гэж бид бодно. Одоо та тоолуурыг секунд тутамд нэмэгдүүлэхэд цезийн атом 9 тэрбум удаа чичиргээ авахад зарцуулагдах болно. Үүнийг хийхийн тулд хэрэв бид логикийг секундын дотор хэдэн минут, минутанд 60 хүрэх үед (мөн 24 -нд цагийг дахин тохируулах) шилжүүлж болохуйц байдлаар нэмж чадвал. Энэ нь бидний хүлээж буй бүрэн ажиллагаатай цагийг өгөх болно.

Цэвэр электроникийн ид шидээр онолыг хэрхэн бодит амьдрал дээр авчрахыг харцгаая!

Алхам 2: Долоон сегментийн дэлгэц

Эхлээд дугаарыг (эсвэл цагийг) харуулах аргыг олж мэдье. Долоон сегменттэй дэлгэц нь чимэг хийхэд тохиромжтой учир энэ загварыг бүтээхэд тохиромжтой байх ёстой бөгөөд энэ нь зах зээл дээр байгаа хамгийн энгийн дэлгэцүүдийн нэг бөгөөд маш энгийн тул 7 LED (8 LED, хэрэв цэг байвал) LED-ийг тоон утгаар харуулахын тулд ухаалаг байдлаар байрлуулсан бөгөөд илүү том утгыг харуулахын тулд 7 сегментийн олон дэлгэцийн хажууд байрлуулж болно.

Эдгээр 7 сегментийн дэлгэцийн 2 төрөл байдаг.

НИЙТЛЭГ КАТОД: Удирдагчийн бүх -ve терминал нь нийтлэг цэг рүү холбогдсон бөгөөд дараа нь энэ нийтлэг цэгийг газартай (GND) холбодог. Одоо сегментийн аль ч хэсгийг асаахын тулд тухайн хэсгийн харгалзах +ve зүү дээр a +ve хүчдэл хэрэглэнэ.

CATHODE ANODE: LED -ийн бүх +ve терминал нь нийтлэг цэгт холбогдсон бөгөөд дараа нь энэ нийтлэг цэг нь VCC -тэй холбогддог. Одоо сегментийн аль ч хэсгийг асаахын тулд тухайн хэсгийн харгалзах -ve зүүнд -ve хүчдэлийг ашиглана.

Манай програмын хувьд бид 7 сегментийн дэлгэцийн нийтлэг катодын хувилбарыг ашиглах болно, учир нь бидний ашиглах дижитал IC нь өндөр дохио (+ve дохио) гаргадаг.

Энэхүү дэлгэцийн сегмент бүрийг A -аас G хүртэл цагийн зүүний дагуу нэрлэсэн бөгөөд дэлгэц дээрх цэг (эсвэл цэг) -ийг "p" гэж тэмдэглэсэн бөгөөд сегментүүдийг харгалзах цагаан толгойн үсгээр санаж, тоон системд холбоход тохиромжтой байх болно. IC.

Алхам 3: Долоон сегментийн дэлгэцийг байрлуулах

Энэ алхам нь жаахан төвөгтэй байх болно, учир нь самбарын яг хэмжээг олох нь нэлээд хэцүү бөгөөд та олохгүй байж магадгүй юм. Хэрэв тийм бол та 2 ширхэг самбарыг нэгтгэж том хэмжээтэй болгож болно.

7 сегментийн дэлгэцийг байрлуулах нь маш энгийн зүйл бөгөөд дэлгэцийг зөв зайнд жигд байрлуулснаар секунд, минут, цагийг ялгах боломжтой болно (LED байрлуулахын тулд зургийг үзнэ үү).

Хэрэв та анзаарсан бол би дэлгэцийн зүү бүрт 100 ом эсэргүүцэл ашиглаж байгаа бол энэ нь гоо зүйн хувьд зориулагдсан бөгөөд эдгээр олон резисторийг ашиглах шаардлагагүй юм. Хэрэв та 7 сегментийн дэлгэцийн нийтлэг зүү болон хангалттай сайн байх ёстой газрын хооронд 470 ом эсэргүүцэл байрлуулж чадвал. (Эдгээр резисторуудыг LED -ээр дамжих гүйдлийг хязгаарлахад ашигладаг)

Энэ хэлхээ нь маш их гагнах чадвартай бөгөөд хийж буй ажлаа алдахгүй байхын тулд би 7 сегментийн дэлгэцийн тээглүүрийг цагаан толгойн дарааллаар резисторууд руу холбож, хэлхээний дээд хэсэгт гагнав. Энэ нь ашиггүй, төвөгтэй мэт санагдаж байна, гэхдээ энэ нь таны ажлыг хөнгөвчлөх болно гэдэгт итгээрэй.

Энэ хэлхээг бүтээх явцад би 7 сегментийн дэлгэцийн талаар гайхалтай заль мэхийг олж харсан бөгөөд хэрэв та 7 сегментийн дэлгэцийг дээрээс нь доош нь харуулсан бол та дэлгэцийг бүрэн задалж дахин зарах шаардлагагүй болно. G болон P зүүгээс бусад зүү бүр ижил хэвээр байх болно, энгийн холбогч утас нэмснээр та асуудлыг шийдэж чадна. (Энэ асуудлыг харуулахын тулд ногоон холбогч утсыг ашигласан сүүлийн 2 зургийг шалгана уу).

Алхам 4: Тоолуур

"loading =" залхуу"

Дижитал хэлхээний тухайд зөвхөн HIGH буюу LOW гэсэн 2 төлөв байдаг (Binary: 0 эсвэл 1). Үүнийг бид унтраалгатай холбож болно, унтраалга асаалттай үед үүнийг логик гэж хэлж болно, унтраасан үед үүнийг логик LOW гэж хэлж болно. Хэрэв та унтраалгыг асааж, унтраах боломжтой бол асаах ба унтраах хооронд тогтмол цаг гаргаж чадвал та дөрвөлжин долгионы дохиог үүсгэж болно.

Одоо хоёулаа болон өндөр, бага дохиог хамтад нь бий болгох цагийг Цагийн Хугацаа гэж нэрлэдэг. Хэрэв та унтраалгыг 0.5 сек асааж, унтраалгыг 0.5 сек унтрааж чадвал энэ дохионы хугацаа 1 секунд болно. Үүний нэгэн адил унтраалга нэг секундын дотор хэдэн удаа асаж, унтрах тоог давтамж гэж нэрлэдэг.

[Жишээ: 4Hz -> 4 удаа асааж, 4 удаа унтраана]

Эхэндээ энэ нь тийм ч их ашиггүй мэт санагдаж болох ч дохионы цаг хугацаа нь бүх зүйлийг тоон хэлхээнд синхрончлоход зайлшгүй шаардлагатай байдаг тул цагны дохиотой зарим дижитал хэлхээг синхрон хэлхээ гэж нэрлэдэг.

Хэрэв бид 1 Гц давтамжтай дөрвөлжин долгион үүсгэж чадвал дижитал цаг дээрх секундын адил тоолуураа секунд тутамд нэмэгдүүлэх боломжтой. Энд байгаа ойлголт нь тодорхойгүй хэвээр байгаа, учир нь бидэнд цезийн атом 9 тэрбум удаа чичирхийлэхэд шаардагдах хугацаа хэрэгтэй (1-р алхам дээр харсан шиг), энэ нь бидэнд нэг секунд өгөх болно. Манай хэлхээг ашиглах ийм нарийвчлал нь бараг боломжгүй юм, гэхдээ бид осциллограф ашиглан (цагийг урьдчилан тохируулсан тохиолдолд) ойролцоогоор нэг секундын ойролцоо өгвөл илүү сайн хийх болно.

Алхам 7: Цагийн хэлхээг сонгох

Цагийн импульсийн генераторыг бий болгох олон арга бий. Гэхдээ би 555 таймер IC -ийг ашигласан цөөн хэдэн шалтгаан, та яагаад болохгүй байх цөөн хэдэн шалтгаан байна.

Давуу тал

• Хэлхээ нь маш энгийн (Эхлэгчдэд ээлтэй)
• Маш бага ул мөр шаарддаг
• цагийн давтамжийг тохируулахад хялбар
• Өргөн хүрээний хүчдэлтэй байж болно (Манай дижитал цагийн хэлхээнд шаардлагагүй)

Сул тал

• Цагны цагийг нарийн тогтоогоогүй байна
• Цагны дохио нь температур/ чийгшилд ноцтой нөлөөлдөг
• Цагийн цаг нь резистор ба конденсатороос шалтгаална

Давтамжийн генератор эсвэл цагны импульс үүсгэгчийн өөр хувилбарууд: Болор осциллятор, Хуваах давтамж

Алхам 8: Цагийн хэлхээг байрлуулах

Цагийн хэлхээг дижитал цагийн секундын хэсгийн яг доор байрлуулснаар IC 4026 ба IC 555 хоорондох холболт илүү хялбар болно.

Энэ үед хэлхээ бүрийн дараа зураг авах нь дэмий байсан, учир нь янз бүрийн чиглэлд маш олон утас эргэлдэх нь хэлхээг маш төвөгтэй болгодог. Тиймээс, хэлхээний үлдсэн хэсэгт санаа зовохгүйгээр цагны хэлхээг тусад нь хий, тэгээд 555 таймер IC -ийн гаралтыг (3 -р зүү) IC 4026 -ийн цагийн зүү рүү холбоно уу.

Алхам 9: Логикийг нэмэгдүүлэх/нэмэгдүүлэх

Ремиксийн тэмцээнд дэд байр эзэлсэн