7.6. ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ

Серия К176 состоит из целого ряда микросхем, позволяющих создавать различные варианты часов от простейших до часов-будильников на цифровых индикаторах с динамической индикацией.

Структурная схема простейших часов представлена на рис. 7.12. Часы содержат генератор импульсов минутной последовательности и четыре идентичных декады, состоящих из делителя частоты, дешифратора и цифрового индикатора. Первоначально время уста-навливается подачей импульсов частотой следования 2 Гц на вход декады десятков минут. Установка «нуля» осуществляется подачей поюжительного перепада на делители генератора импульсов и декаду единиц минут. Таким- образом, точная установка времени часов возможна каждые 10 мин.

Уст.0

1/Щ

1

Шлитель 1 па 10

2Гц Уст.дршет

1

Ш

тор

итровой ипбикетр

Единицы

минут

Делатель тб

Цифровой] ЩтроШ

иткатир

мцнут

Sem.j0 при 24

тт

Дштель --j низ

Дещщрра-тор

1р

инШотов

Единицы часов

Десятки iocoS

Рис. 7.12. Структурная схема часов настольного или настенного типа

При показании 24 ч - делители частоты единиц и десятков часов сбрасываются в нуль отдельным устройством. Для создания эффекта «мигающей точки» импульсы частотой следования 1 Гц подаются на индикатор единиц часов. Часы питаются от сети переменного тока 220 В. Питающее устройство создает напряжение +9 В для работы микросхем и индикаторов, а также переменное напряжение 1,2 - 1,5 В для накала катодов индикаторов.

Часы настольного или настенного типа реализованы на пяти микросхемах (рис. 7.13). Генератор импульсов минутной последовательности выполнен на микросхеме К176ИЕ12. В задающем генераторе использован кварцевый резонатор с номинальной частотой 32 768 Гц. Кроме минутной, микросхема позволяет получить

последовательности импульсов с частотами следования 1, 2, 1024 и 32768 Гц. В данной схеме используются последовательности импульсов частотами следования 1/60 Гц (вывод 10) - для работы делителя единиц минут, 2 Гц (вывод 6) - для первоначальной установки времени, 1 Гц (вывод 4) - для мигающей точки. При отсутствии микросхемы К176ИЕ12 или кварцевого резонатора на частоту 32768 Гц генератор может быть выполнен на других микросхемах и резисторах с учетом рекомендаций, изложенных в § 7.3.

\ \ z£B

Рис. 7.13. Принципиальная схема часов настольного или настенного типа на микросхемах серии К176

Делители и дешифраторы единиц минут и единиц часов выполнены на микросхемах К176ИЕ4, обеспечивающих деление на 10 и дешифрацию двоичного кода в код семисегментного цифрового индикатора. Делители и дешифраторы десятков минут и десятков часов выполнены на микросхемах К176ИЕЗ, обеспечивающих деление на б и дешифрацию двоичного кода в код цифрового индикатора.

Для работы делителей частоты микросхем К176ИЕЗ и К176ИЕ4 необходимо, чтобы на выводы 5 и 6 подавался логический 0.

Установка 0 делителей микросхемы К176ИЕ12 и микросхемы К176ИЕ4 декады единиц минут осуществляется подачей на выводы 6 и 9 (для микросхемы К176ИЕ12) и на вывод 5 (для микросхемы К176ИЕ4) положительного перепада кнопкой KHI через резистор Rз.

Исходное состояние времени остальных декад устанавливается подачей на вход 4 декады десятков минут импульсов частотой следования 2 Гц. Полный цикл установки времени не превышает 72 с. Схема установки 0 делителей единиц и десятков часов при достижении значения 24 выполнена на диодах Д1 и Дз и резисторе R4, реализующих логическую операцию И. Аноды диодов соединены между собой и входами установки 0 (выводы 5) микросхем. Катоды диодов соединены с выводами 3 соответствующих микросхем. На этих выводах появляется положительное напряжение после каждого второго (для микросхемы К176ИЕЗ) или каждого четвертого (для К176ИЕ4) импульса, поступающего на входы этих микросхем.

Если хотя бы на одном из выводов имеется сигнал логического 0, то соответствующий диод будет открыт и напряжение на входах 5 микросхем будет близким к нулю. Развязка по входным цепям в этой схеме обеспечивается тем, что положительное напряжение, действующее на каком-либо входе закрывает соответствующий диод и, следовательно, не попадает на другой вход.

Если на катодах обоих диодов будут действовать положительные напряжения (что возможно только при появлении числа 24), то оба диода будут закрыты и на выходе схемы появится положительное напряжение, которое осуществит сброс делителей единиц и десятков часов в нулевое состояние.

В устройстве могут быть применены диоды Дэ с любым буквенным индексом, однако перед установкой диодов необходимо убедиться в их исправности. Для часов целесообразно использовать семисегментные вакуумные люминесцентные цифровые индикаторы ИВ-11, ИВ-12, ИВ-22.

На сетку и анод индикаторов подается одинаковое напряжение до 27 В. Один из выводов катода, соединенный с токопроводящим слоем (экраном), желательно соединять с общим проводом схемы.

В данной схеме на аноды и сетки подают напряжение +9 В, так как более высокое напряжение требует дополнительно 24 транзистора для согласования выходов микросхем, рассчитанных на 9 В. Снижение напряжения, подаваемого на сетку и анод, уменьшает яркость свечения индикаторов, однако яркость остается вполне достаточной для большинства применений.

Таблица 7.1

Рис. 7.14. Внешний вид часов настольного типа с цифровыми индикаторами ИВ-22

Напряжение накала индикаторов ИВ-11, ИВ-12 - 1,5 В, ИВ-22 - 12В потребляемый ток 80 - 100 мА.

Номера выводов цифровых индикаторов и порядок их соединения с выводами микросхем приведен в табл. 7.1. Питающее устройство содержит понижающий трансформатор с двумя выходными обмотками, выпрямитель и фильтрующий конденсатор Трансформатор и выпрямитель использованы от питающего устройства ПМ-1, предназначенного для детских электрифицированных игрушек. Дополнительно установлен конденсатор С4 и намотана обмотка для питания накальных цепей индикаторов. При напряжении накала 1,2 В необходимо намотать 24 витка проводом ПЭВ-031 при напряжении 1,5 В - 30 витков.

Конденсатор С4 емкостью 500 мкФ кроме уменьшения пульса; пий питающего напряжения позволяет обеспечить работу делителей часов (сохранение времени) примерно в течение 1 мин при выключении сети например, при переносе часов из одной комнаты в другую Если предполагается длительное выключение напряжения сети, то параллельно конденсатору следует включить батарею «Крона» или аккумулятор типа 7Д-0.1 с номинальным напряжением 9 В.

Один из возможных вариантов конструктивного выполнения ча-сов показан на рис. 7.14. Часы выполнены в виде двух блоков: основного питающего устройства. Основной блок имеет размеры 115х65х50 мм, питающее устройство 80X40x50 мм. Основной блок установлен на подставке от письменного прибора.

Электронный секундомер может быть выполнен по схеме про-стейших часов, приведенной на рис. 7.13. Различие заключается лишь в том что генератор выдает секундную последователь импульсов а также в схеме установки нуля. Секундомер может иметь любое число цифровых индикаторов, но в большинстве применении достаточно трех, что обеспечивает индикацию до 10 мин.

+93

Единит

СёКОНО.

индикатору

МС,

ктит

Ь\Л\5Щ\,,Ш5\

Десятки сщн9

ипшатору

Lr Щ

г к

единицы I

мунут кцифровит индикатор*

Юк

z,n, T с\зт i i-2ffXs,s

Рис. 7.15. Принципиальная схема электронного секундомера

р

Принципиальная схема секундомера приведена на рис. 7.15. Генератор секундной последовательности импульсов выполнен на микросхеме MCj и кварцевом резонаторе на частоту 32 768 Гц. Импульсы через переключатель Si подаются на вход 4 микросхемы MC2, которая обеспечивает деление на 10 и индикацию единиц секунд. Далее производится счет и индикация десятков секунд и единиц минут (микросхемы МС3, Ж?4). В положении «Стоп» поступление секундных импульсов на вход МС2 прекращается и на индикаторах отображается число секунд и минут, истекших с момента «Пуск».