Запорожец  Издания 

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

построение электронных часов

От электронных часов требуется высокая точность хода, поэтому практически все конструкции в качестве задающего используют кварцевый генератор, который без термостатирования при тщательной установке начальной частоты может обеспечить точность хода несколько секунд в месяц. Иногда для задания, хода часов используют частоту осветительной сети, но, во-первых, частота сети практически всегда ниже номинальной 50 Гц, во-вторых, ее нестабильность может давать уход около 10 с за 1 ч работы. Это обязательно требует коррекции хода часов по сигналам точного времени, что существенно усложняет их конструкцию и налаживание.

Частота кварцевого генератора часов составляет обычно десятки килогерц - единицы мегагерц, для деления частоты до одного импульса в секунду или в минуту используются цепи триггеров или микросхем-счетчиков. Для применения в часах подходят кварцевые резонаторы с частотами, являющимися степенями чисел 2 и 10, в этом случае схема делителя получается достаточно простой. Особенно удобен малогабаритный кварцевый резонатор РВ-72 на частоту 32768 = 2 Гц, предназначенный для использования в электронных часах. Для деления его частоты до 1 Гн обычно используют микросхему К176ИЕ5, до одного импульса в минуту - микросхемы К176ИЕ12, К176ИЕ18. В состав указанных микросхем входят и элементы для построения кварцевого генератора.

Импульсы с частотой 1 или 1/60 Гц поступают далее на счетчик секунд, если он есть, минут и часов. Эти счетчики выполняют или на отдельных микросхемах, или на микросхеме К176ИЕ13, содержащей в себе необходимые счетчики, регистр памяти будильника, цепи построения динамической индикации.

Описанная структура электронных часов целиком реализована также в одной микросхеме КА1016ХЛ1. В настоящее время широкое распространение получили электронные часы, основанные на специализированных однокристальных микроЭВМ. Общее у часов на микроЭВМ и у часов с описанной выше структурой - наличие кварцевого генератора и делителя до I Гц (или до другой частоты, например 100 Гц). Дальнейшее формирование информации о текущем времени производится программным путем, описания которого здесь касаться не будем. Отметим только, что на основе одной базовой однокристальной микроЭВМ путем изменения содержимого ее постоянного запоминающего устройства можно получить микросхемы различного назначения - электронные часы, таймеры, временные программные устройства и др. Типичной однокристальной микроЭВМ является К145ИК19, на ее основе выпускают микросхему для электронных часов К145ИК1901.

Далее описаны различные варианты часов на КМОП- и МОП-микросхемах - на неспециализ1!рованных микросхемах К176ИЕ2 с кварцевым резонатором на произвольную частоту, на специализированных «часовых» микросхемах серии К176, на одной микросхеме К1016ХЛ1 и на микроЭВМ К145ИК1901.

Микросхемы структуры МОП и КМОП могут выходить из строя при неаккуратном обращении во время монтажа и эксплуатации, поэтому при работе с ними следует соблюдать следующие правила.

Для исключения случайного пробоя из-за наличия статического электричества потенциалы монтируемой платы, паяльника и тела монтажника должны быть уравнены. Для этого на ручку паяльника можно намотать несколько витков неизолированного



провода или укрепить жестяную пластинку и соединить через резистор 100...200 кОм с металлическими частями паяльника. Обмотка паяльника не должна иметь контакта с его корпусом. При монтаже свободной рукой следует касаться шин питания монтируемой платы. Если микросхема лежит в металлической коробке или ее выводы упакованы в фольгу, прежде чем взять микросхему в руки, следует дотронуться до коробки или фольги.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ НА МИКРОСХЕМАХ К176ИЕ2

В состав серии К176 входят микросхемы, предназначенные для построения электронных часов. При их отсутствии часы можно собрать, используя микросхемы К176ИЕ2. Схема таких часов приведена на рис. 1.

Кварцевый генератор собран на элементе Ь02.2 и кварцевом резонаторе Z1, частота которого не должна превышать 559 240 Гц. Частота генератора делится счетчиком микросхемы DDI так, чтобы частота на входе делителя с переключаемым коэффициентом деления DD3- DD7 составляла от 8738,13 до 17476,26 Гц. Делитель DD3- DD7 работает по принципу предварительной записи в счетчик числа, на которое нужно уменьшить коэффициент пересчета цепи триггеров. Импульсы с частотой 1/60 Гц с выхода делителя подаются на вход счетчика единиц минут DD8, десятков минут DD9, единиц часов DD10, десятков часов DD11. Коэффициент пересчета 6 в микросхеме DD9 обеспечен установкой в О счетчика при достижении состояния 6 с помощью элементов DD12.1 и DD12.2.

Коэффициент пересчета 24 в счетчике часов организован с помощью аналогичной схемы сброса на элементах DD12.3, DD12.4. Элементы VD7, СП, R13 служат для удлинения импульса установки в О и исключения влияния разброса параметров микросхем DD10, DD11.

Состояние счетчиков дешифрируется микросхемами DD13- DD16THna К155ИД1 и индицируется индикаторами HG1-HG4. Транзисторы VT1-VT13, включенные по схеме эмиттерного повторителя, служат для согласования микросхем серии К176 и К155.

Питание часов - бестрансформаторное, резервированное. Напряжение сети гасится на конденсаторе С12, выпрямляется мостом VD6, сглаживается конденсатором С5 и стабилизируется цепью стабилитронов VD3-VD4. Резистор R11 служит для ограничения тока через мост VD6 в момент включения часов в сеть, резистор R12-для разряда конденсатора С12 после отключения часов от сети.

Аккумуляторная батарея GB1 обеспечивает питание счетчиков часов в случае перерывов в подаче электроэнергии. Через резистор R6 течет ток, компенсирующий саморазряд аккумулятора. Газоразрядные индикаторные лампы питаются от простейшего однополупериодного выпрямителя на диоде VD8.

Высокая надежность и бессбойность часов позволили до минимума упростить установку начальных показаний часов. Пуск часов можно осуществлять только в 20 ч. При нажатии на кнопку SB1 происходит подача логической 1 (лог. 1) на входы R всех счетчиков часов. В момент отпускания кнопки лог. 1 со входов R снимается, спад положительного импульса с выхода DD2.4 дифференцируется цепью C3R2, инвертируется элементом DD2.3 и в виде импульса положительной полярности подается на входы S1- S8 микросхем DD3- DD7, в результате чего происходит запись в делитель исход-



R11 «J


Рис. 1. Часы на микросхемах К176ИЕ2



[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15