Kristal osilator va flip -floplardan foydalanadigan raqamli soat: 3 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:24

Soatlar elektronikaning deyarli barcha turlarida uchraydi, ular har qanday kompyuterning yurak urishi. Ular barcha ketma -ket elektronlarni sinxronlashtirish uchun ishlatiladi. ular vaqt va sanani kuzatish uchun hisoblagich sifatida ham ishlatiladi. Bu yo'riqnomada siz kompyuterlar qanday hisoblanishini va raqamli soatlar flip floplar va kombinatsion mantiq yordamida qanday ishlashini bilib olasiz. Loyiha bir nechta modullarga bo'linadi, ularning har biri ma'lum funktsiyani bajaradi.

Ta'minotlar

Bu ko'rsatma uchun sizga ba'zi bilimlar kerak bo'ladi:

• Raqamli mantiq tushunchalari
• Multisim simulyatori (ixtiyoriy)
• Elektr zanjirlari haqida tushuncha

1 -qadam: Vaqt bazasi modulini yaratish

Raqamli soatning kontseptsiyasi shundaki, biz asosan soat tsikllarini hisoblaymiz. 1 Gts chastotali soat har soniyada puls hosil qiladi. Keyingi qadamlarda biz soatning soniyalarini, daqiqalarini va soatlarini to'ldirish uchun bu tsikllarni qanday hisoblashimiz mumkinligini ko'ramiz. 1 Gts signalni ishlab chiqarishning bir usuli - bu 32.768 kHz chastotali signalni ishlab chiqaradigan kristall osilator sxemasidan foydalanish (men yuqorida sanab o'tilgan pirs osilatori kabi), biz uni Flip Floplar zanjiri yordamida bo'lishimiz mumkin. 32.768 kHz ishlatilishining sababi shundaki, u bizning maksimal eshitish chastotamizdan 20 kHz yuqori va 2^15 ga teng. Muhim sabab shundaki, J-K flip flop chiqishi kirish signalining ijobiy yoki salbiy chekkasida (FF ga bog'liq) o'zgaradi, shuning uchun chiqish samarali bo'ladi, bu asl kirishning yarmiga teng. Xuddi shu nuqtai nazardan, agar biz 15 ta Flip Flopni zanjirlab qo'ysak, biz kirish signalining chastotasini 1 Gts signalni olish uchun ajratishimiz mumkin. Men faqat Multisim -dagi simulyatsiya vaqtini tezlashtirish uchun 1 gigagertsli impuls generatoridan foydalandim. Biroq, taxtada yuqorida ko'rsatilgan sxemani yoki DS1307 modulidan foydalanishni xohlaysiz.

2 -qadam: soniya hisoblagichini yaratish

Ushbu modul ikki qismga bo'lingan. Birinchi qism-bu 4-bitli hisoblagich bo'lib, u 9gacha sanaladi, bu sekundlarning 1-o'rni. Ikkinchi qism-bu 3-bitli hisoblagich bo'lib, u 6 tagacha sanaladi, bu soniyalarning 10-o'rinlarini tashkil qiladi.

Hisoblagichlarning 2 turi mavjud, sinxron hisoblagich (bu erda soat barcha FF ga ulangan) va asinxron hisoblagich, u erda soat birinchi FFga uzatiladi va chiqish keyingi FF soati vazifasini bajaradi. Men asenkron hisoblagichdan foydalanaman (shuningdek, to'lqin hisoblagichi deb ham ataladi). Gap shundaki, agar biz FFning "J" va "K" kirishiga yuqori signal yuborsak, FF kirish soatining har bir tsiklida o'z holatini o'zgartiradi. Bu juda muhim, chunki birinchi FFning har 2 ta almashishi uchun ketma -ket FFda o'tish tugmasi ishlab chiqariladi va hokazo. Shunday qilib, biz kirish soati davrlarining soniga teng bo'lgan ikkilik raqamni chiqaramiz.

Yuqorida ko'rsatilgandek, chap tomonda 1-o'rin uchun 4-bitli hisoblagichni tashkil etadigan mening sxemam bor. Uning ostida men Reset sxemasini qo'lladim, bu hisoblagichning chiqishi 1010 yoki o'nlik kasrda 10 bo'lsa, Flip Flopsni tiklash piniga yuqori signal yuboradigan AND -eshik. Shunday qilib, VA eshigining chiqishi 10 soniyada 1 zarba signalidir, biz uni 10 -o'rinli hisoblagich uchun kirish soati sifatida ishlatamiz.

3 -qadam: Hammasini bir joyga to'plash

Xuddi shu mantiqqa ko'ra, biz daqiqalar va soatlarni hisoblash uchun hisoblagichlarni to'plashni davom ettira olamiz. Biz hatto oldinga borib, kunlarni, haftalarni va hatto yillarni sanashimiz mumkin. Siz buni non panelida yaratishingiz mumkin, lekin qulaylik uchun RTC (real vaqtda soat) modulidan foydalanish mumkin. Ammo agar siz o'zingizni ilhomlantirayotgan bo'lsangiz, sizga quyidagilar kerak bo'ladi:

19 ta J-K flip-flop (yoki SN74LS73AN kabi 10 ta Dual J-K IC)

• 1 gigagertsli kirish manbai (siz DS1307 modulidan foydalanishingiz mumkin, u 1 gigagertsli kvadrat to'lqinni hosil qiladi)
• 6 ikkilikdan 7 segmentli dekoderlar (74LS47D kabi)
• 23 ta invertor, 7 ta 3 ta kirish va eshik, 10 ta 2 ta kirish va eshik, 3 ta 4 ta kirish va eshik, 5 ta eshik.
• Oltita 7 segmentli olti burchakli displey

Umid qilamanki, siz raqamli soat qanday ishlashini ushbu ko'rsatmali ma'lumotdan bilib oldingiz, iltimos, har qanday savol berishingiz mumkin!