Digitale klok met 4026 en 4060: 5 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Deze zomer heb ik een cursus "Digitale elektronica" gevolgd op mijn universiteit. Ik leerde over flip-flops, tellers en nog veel meer. Dus ik dacht dat het geweldig zou zijn als ik een project zou doen met betrekking tot digitale elektronica en van daaruit begon het project digitale klok. Het project nam ongeveer 2 weken in beslag. Ik begon met TTL IC's en maakte een blokschema dat hieronder wordt getoond, maar er kwam het probleem met dit ontwerp, zoals je kunt zien in het blokschema, het gebruikt te veel IC's, waardoor het project erg duur zou zijn en veel stroom zou hebben gekost en de batterij zou behoorlijk leeglopen vroeg. Bij dit ontwerp heb je minimaal 3 of 4 breadboards nodig waardoor je veel ruimte in beslag neemt.

Als iemand dit project nog steeds met TTL IC's wil doen, heb ik de schema's van de minuten en de secondewijzer van de klok geüpload met 7490 en 7492 IC's.

Nu moest ik een andere optie gebruiken, dus maakte ik de klok met behulp van CMOS zeer beroemde 4026 IC.

Stap 1: Specificaties:

1. Klok moet uren, minuten en seconden weergeven.
2. Klok moet op batterijen werken.
3. Het moet energiezuinig zijn.
4. Het moet een tijdinstellingsmodus hebben.
5. Onderdelen moeten gemakkelijk verkrijgbaar zijn.
6. Zou minder ruimte in beslag moeten nemen.

Stap 2: benodigde onderdelen

1. CD4026B IC *6
2. CD4013 IC *2
3. CD4060 IC *1
4. CD4001 IC *1
5. Gemeenschappelijke kathode 7 segment led *6
6. kristaloscillator van frequentie 32, 768 Hz
7. Weerstand - 100k, 10k*2, 1k*1, 470k*1, 1M*1
8. condensator - 0.01uf, 22pf*2
9. drukknop *2
10. batterij 9v
11. MOSFET 2N7000

Stap 3: Circuitbeschrijving

Ik heb een schema van de klok geüpload en nu zal ik uitleggen wat elk onderdeel van deze klok doet.

1. 4060 IC - Dit IC bestaat uit 14 master-slave-flip-flops en een oscillator met een frequentie die wordt bestuurd door een kristal of door een extern aangesloten RC-circuit. De uitgang van elke flip-flop voedt de volgende en de frequentie aan elke uitgang is de helft van die van de vorige. De toestand van de teller gaat vooruit op de negatief gaande flank van de Osc In. De active-high reset is asynchroon en schakelt de oscillator uit om een zeer laag stroomverbruik mogelijk te maken tijdens stand-by. Het timercircuit is gebouwd rond de CD4060, een 14-traps ripple-dragende binaire teller, deler en een oscillator. De ingebouwde oscillator is het belangrijkste kenmerk van dit IC en daarom kan het in tal van toepassingen worden gebruikt, zoals flasher, klokgenerator in timercircuits. Afbeelding hieronder toont de pinlay-out van het IC:

4060 circuit (IO1) verdeelt kristalfrequentie 32 768 Hz met behulp van een 14-traps binaire prescaler tot 2 Hz frequentie. Deze 2 Hz frequentie wordt toegevoerd aan klokpen 1 van het 4026 IC.

De twee schakelaars worden gebruikt om de tijd in te stellen en wordt bereikt met 4060 pin door de frequentie te verhogen die naar 4026 IC wordt gevoerd.

De eerste schakelaar met een lagere frequentie van de twee wordt gebruikt om de minuten in de klok in te stellen.

De tweede schakelaar met een hogere frequentie wordt gebruikt om de uren in de klok in te stellen.

2. CD4026B - Dit IC heeft vier toepassingen in het circuit:

I) Het wordt gebruikt voor het leveren van een klok aan het circuit.

2) Het wordt gebruikt als decoder en heeft directe uitgangen voor het 7-segments display. In tegenstelling tot conventionele BCD-tellers, hebben ze geen decoder nodig van BCD tot 7 segmenten

3) Het wordt gebruikt als frequentiedeler.

4) Ze hebben ook een extra uitgang zoals "Ungated C-segment" en "Carry Out" die erg handig is voor het maken van klokken

OPMERKING - Dit IC heeft actieve hoge uitgangen, zodat het alleen gemeenschappelijke kathode-LED's met zeven segmenten kan aansturen, dus zorg ervoor dat u dezelfde gebruikt.

Het 2Hz-signaal komt de CLK-ingang (pin 1) binnen via R3, R4, R5. Telcyclus 10 wordt verkort tot 2 met behulp van reset-ingang (pin 15). Omdat het geen BCD-uitgangen heeft, verbinden we de reset-ingang met de g-uitgang van segment. Segment g is niet actief voor de cijfers 0 en 1, maar het is wel actief (hoog) voor het cijfer 2. Daarom, wanneer de teller stand 2 bereikt, wordt deze vrijwel onmiddellijk gereset en komt in stand 0. Dus alleen de cijfers 0 en 1 wissel af met een frequentie.

UNGATED C-SEGMENT - Deze pin, wanneer gegeven als de klok, deelt de interne frequentie door 10.

UITVOEREN - Deze pin doet hetzelfde.

Het enige verschil tussen hen kan worden gemaakt door hun timingdiagram te visualiseren dat ik heb geüpload.

4013 IC - Dit IC wordt gebruikt om de vrijwel identieke seconden en minuten circuits te resetten. Ze gebruiken allebei de helft van een 4013 om een resetpuls te creëren wanneer de tientallen eenheden zes bereiken. Dit wordt bereikt wanneer de "Uitvoeren"-pin op de teller van tientallen eenheden (4026) hoog wordt met de "5"-telling, gevolgd door "Clock In" die hoog wordt op de "6"-telling. Dit schakelt de "Q not"-uitgang van de 4013 om, die vervolgens de 4026 reset. Hij telt dan van 0 tot 5. De tellers van de eenheden zijn recht gedeeld door tien- of decenniumtellers.

Stap 4: Deze stap is een voortzetting van de vorige

4013 - Dit IC wordt twee keer gebruikt in het circuit -

1) Dit IC wordt gebruikt met de seconden- en minutenwijzer van de klok die vrijwel identiek zijn. beide gebruiken 1/2 van een 4013 om een resetpuls te creëren wanneer de tientallen eenheden zes bereiken. Dit wordt bereikt wanneer de "Uitvoeren"-pin op de teller van tientallen eenheden (4026) hoog wordt met de "5"-telling, gevolgd door "Clock In" die hoog wordt op de "6"-telling. Dit schakelt de "Q not"-uitgang van de 4013 om, die vervolgens de 4026 reset. Hij telt dan van 0 tot 5. De eenhedentellers zijn recht gedeeld door tien- of decenniumtellers.

2) Om het 12-uursformaat te bieden, telt een 4013 tientallen uren plus werkt samen met de 4001 om te resetten en voegt vervolgens een extra telling toe aan de eenheden van uren wanneer 13 uur is bereikt. Hierdoor telt hij van 1 tot 12 uur. Een deel hiervan wordt bereikt door gebruik te maken van een speciale uitgang op de 4026, het "c"-segment, die onafhankelijk van de ED-status beschikbaar is. Deze "c"-uitgang is alleen laag als de telling op "2" staat en wordt hoog op telling "3". Zo wordt de urentelling van "13" gedetecteerd.

4001 - Dit IC wordt gebruikt in combinatie met 4026 en 4013 om de urenwijzer van de klok op tientallen te tellen en om de urenwijzer van de klok terug te zetten naar 1 in plaats van 0.

MOSFET 2N7000- Deze mosfet wordt gebruikt als een schakelaar om de led van de laatste zeven segmenten in te schakelen wanneer de klok een tijd van 9:59:59 bereikt

Stap 5: Enkele foto's van het project

Ik hoop dat je het project leuk vond. Ik heb ook de video geüpload als je iets over dit project hebt, zet het dan in de reacties hieronder. Ik zal er graag op reageren.