Вторичные часы с матричным индикатором. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Наряду с широко распространенными семиэлементными светодиодными индикаторами выпускаются матричные, представляющие собой прямоугольный набор отдельных способных светиться точек. Управлять такими индикаторами сложнее, но это окупается возможностью получать высококачественные изображения не только цифр, но и любых вписывающихся в матрицу букв и символов. Один из возможных вариантов устройства управления матричными индикаторами лег в основу вторичных электронных часов.

Сведения о некоторых матричных светодиодных индикаторах можно найти в [1]. Подобные приборы состоят из большого числа единичных светодиодов, аноды которых соединены между собой в "столбцы", а катоды - в "строки". Управление ими может быть только динамическим. Этот способ был описан в [2].

Типовая структурная схема устройства управления применительно к индикатору с матрицей 5x7 точек представлена на рис. 1. Частоту тактового генератора выбирают таким образом, чтобы не было заметно мерцание индикатора. Выходы трех двоичных разрядов счетчика с коэффициентом пересчета пять (по числу столбцов) подключены к селектору, назначение которого - поочередно подавать напряжение питания U на пять выводов столбцов индикатора HG1.

Одновременно выходные сигналы счетчика поступают на входы преобразователя кода, организованного таким образом, что в каждом такте на выводах тех строк индикатора, светодиоды в которых должны светиться, устанавливаются низкие уровни. Таким образом, за пять тактов символ будет отображен полностью.

Чтобы выводить различные символы, преобразователь должен иметь несколько дополнительных входов. На них подают код символа, выбирая таким образом область, содержащую информацию о нем. Подобный преобразователь легко реализовать с помощью программируемого ПЗУ. Цифры 0 и 1 могут храниться, например, как показано в табл. 1. Коды номера столбца и символа подают на адресные входы ПЗУ. Число разрядов адреса, отведенных коду символа, зависит от общего числа последних, от него же зависит требуемый объем ПЗУ. лог. 0 в разряде ячейки памяти соответствует светящемуся светодиоду, 1 - погашенному. Состояние разрядов, помеченных X, не имеет значения, так как они не участвуют в формировании изображения символа.

"Нарисовав" подобным образом все нужные символы, можно построить уникальный преобразователь кодов для отображения произвольного набора цифр, букв и условных знаков. Пример программирования ПЗУ для вывода на одноразрядный матричный индикатор шестнадцатиричных цифр ( 0 - 9, А - F) приведен в табл. 2. Содержимое ее первой строки аналогично табл. 1, причем все неиспользуемые разряды заполнены лог. 1. Чтобы запрограммировать ПЗУ, коды из таблицы необходимо предварительно записать в файл формата, совместимого с имеющимся программатором.

Чтобы одновременно управлять несколькими индикаторами, достаточно увеличить до значения, не меньшего общего числа столбцов в их матрицах, коэффициент пересчета счетчика и число позиций селектора. Должен быть увеличен и объем ПЗУ. Таким образом, на индикаторы можно выводить многозначные числа и сообщения, состоящие из нескольких букв и символов.

Рассмотрим представленную на рис. 2 схему электронных вторичных часов, снабженных табло из четырех матричных индикаторов. Динамической индикацией управляет пятиразрядный счетчик, состоящий из микросхемы DD2 и первого триггера DD3. На его вход поступают импульсы генератора, собранного на элементах DD1.1, DD1.2. Дешифраторы DD8 и DD9 образуют 20-выходный селектор.

(нажмите для увеличения)

Так как примененные в селекторе микросхемы К555ИД6 не имеют входов стробирования, пришлось дополнить его мультиплексорами DD4 и DD5. При низком логическом уровне на выводе 12 микросхемы DD3 входы дешифратора DD8 соединены с выходами счетчика DD2, а на входы дешифратора DD9 поступают высокие логические уровни, что соответствует таким же на всех его выходах. В противном случае (при высоком уровне на выводе 12 DD3) работает дешифратор DD9, a DD8 заблокирован. На схеме рис. 2 условно показаны только два из соединенных с выходами дешифраторов электронных ключей, всего их 20 (на транзисторах VT1-VT20).

Импульсы частотой 1/60 Гц от первичных часов поступают на вход 11-разрядного двоичного счетчика, состоящего из трех старших разрядов микросхемы DD3 и микросхем DD6, DD7. В результате состояние счетчика ежеминутно изменяется и на табло появляются цифры от 00 00 до 23 59. Когда необходимо быстро перевести часы (установить точное время), частоту счета увеличивают, нажав кнопку SB1.

Информация для отображения четырех цифр, соответствующих каждой минуте, записана в 20 ячейках РПЗУ DS1, причем после каждых десяти из них следуют шесть неиспользованных. Последнее связано с особенностями работы рассмотренного выше селектора. Таким образом, на индикацию каждой минуты суток расходуется по 32 ячейки РПЗУ. Всего необходимо 32x60x24=46080 ячеек, поэтому применена микросхема 27512 объемом 64 Кбайт.

Не участвующие в выводе символов на индикатор старшие разряды ячеек РПЗУ содержат лог. 1. Исключение составляет ячейка по адресу 0В400Н (шестнадцатиричный эквивалент числа 46080), в старшем разряде которой - лог. 0. Когда в конце суток код на адресных входах РПЗУ достигает этого значения, низкий уровень с вывода 19 DS1 через элемент DD1.3 возвращает счетчики в исходное нулевое состояние. Аналогичную установку при включении питания обеспечивает цепь R32C11. Цепь R31C10 подавляет ложные импульсы на выводе 19 РПЗУ во время изменения кода на его адресных входах.

Таблица программирования РПЗУ DS1 вследствие большого объема здесь не приводится. Читатели могут составить ее самостоятельно или воспользоваться файлом watch2.bin.

Учтите, что в кодах, содержащихся в упомянутом файле, предусмотрено гашение незначащего нуля в разряде десятков часов. Например, вместо 09 00 выводится 9 00. Это достигается записью лог. 1 во все разряды соответствующих ячеек ПЗУ.

В качестве первичных часов - генератора минутных импульсов подойдет микросхема К176ИЕ12 (К176ИЕ18), включенная по стандартной схеме и дополненная преобразователем логических уровней КМОП в ТТЛ [3]. Она же послужит генератором импульсов с частотами 1024 и 2 Гц соответственно для тактирования динамической индикации и ускоренной установки точного времени. Другой возможный источник минутных импульсов - сохранившиеся на многих предприятиях электромеханические первичные часы. Вторичные электронные соединяют с ними через промежуточное реле с группой контактов на переключение и RS-триггер, подавляющий дребезг контактов. О еще одной конструкции первичных часов рассказано в [4].

Подключение к выводу 19 микросхемы DS1 делителя на семь с дополнительным РПЗУ и двумя матричными индикаторами позволит выводить на табло двухбуквенные сокращенные обозначения дней недели. При этом добавлять электронные ключи не потребуется. А чтобы изготовить табло часов больших размеров, достаточно заменить индикаторы HG1-HG4 соответствующим числом единичных светодиодов, соединенных надлежащим образом в столбцы и строки.

Для того чтобы дребезг контактов кнопки SB 1 не мешал установке времени, импульсы с частотой 1/60 и 2 Гц должны быть длительностью порядка 1 мкс и отрицательной (в уровнях ТТЛ или КМОП) полярности. Подвижный контакт кнопки SB 1 следует соединить с плюсом питания через резистор 10 - 15 кОм.

Литература

1. Вуколов Н. Знакосинтезирующие индикаторы. - М.: Радио и связь, 1987.
2. Бирюков С, Краснов Е. Светоинформационное табло. - Радио, 1987, №6, с. 17-20.
3. Алексеев С. Применение микросхем серии К176. - Радио, 1984, №5, с. 36-40.
4. Бирюков С. Первичные кварцевые часы. - Радио, 2000, №6, с. 34, 35.

Автор: А.Мариевич, г.Воронеж

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Экзоскелет для спецназа 04.06.2012 Опытные образцы боевого экзоскелета HULC компании Lockheed Martin уже в ближайшее время могут направиться в Афганистан. Представитель разработчика заявил, что уже в этом году первый боевой экзоскелет в истории вооруженных сил может отправиться в зону боевых действий в Афганистан. Скорее всего, HULC будет использоваться спецназом, который продолжит свои действия на афганском театре военных действий и после вывода войск коалиции в 2014 году. На выставке Сил специальных операций в Тампе был представлен модернизированный вариант экзоскелета HULC, готовый к боевому развертыванию. Он оснащен поворотной механической "рукой" (для подвески оружия и разгрузки рук и спины солдата) и более мощной батареей. К сожалению, руководитель программы HULC Кейт Максвелл не разрешил сделать фотографии нового образца экзоскелета, зато охотно рассказал о его преимуществах. Первую версию HULC продемонстрировали в 2010 году, но это была громоздкая конструкция, которая обеспечивала непрерывное движение всего лишь в течение часа. Современная версия HULC с более мощной литий-ионной батареей позволяет двигаться уже 8 часов, при этом компания Lockheed Martin работает над генератором на топливных элементах, который позволит увеличить время работы до 72 часов даже в самых трудных условиях. Этого достаточно для среднестатистической миссии спецназа, к тому же топливный элемент можно будет заправить "в поле". По сути, HULC представляет собой искусственный внешний позвоночник, ноги и механическую поворотную "руку", которые разгружают костно-мышечную систему солдата. Последний вариант HULC способен принимать на себя до 90 кг груза и позволяет спецназовцу взять с собой больше оборудования, боеприпасов, еды и аккумуляторов и при этом дольше оставаться в хорошей физической форме. Более того, впервые появляется возможность использования тяжелого оружия (например, 12,7-мм пулемета) одним человеком, что резко увеличивает огневую мощь подразделения. Также возможно использование тяжелого штурмового бронещита. В условиях городских боев - это незаменимое, но очень тяжелое снаряжение. При применении HULC весь ранее неподъемный груз ложится на крепкие металлические "кости" экзоскелета, а не на плечи солдата. HULC очень прочен и прост в использовании. Уже через 90 минут привыкания в экзоскелете можно быстро ходить, бегать, перепрыгивать через канавы и подниматься по крутым склонам. В условиях роста значения малых групп экзоскелет становится важным элементом военного превосходства, позволяя нести более тяжелое оружие, оборудование или большее количество боеприпасов.

Другие интересные новости:

▪ Лазер победит опухоль

▪ Нанопродукты могут быть опасны

▪ Малошумящий LDO LDLN030

▪ Формирование ложных воспоминаний у шмелей

▪ Генерирация стабильных фемтосекундных импульсов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Блоки питания. Подборка статей

▪ статья Зубы заговаривать. Крылатое выражение

▪ статья На каком инструменте можно спускаться по горнолыжным склонам в соревнованиях на скорость? Подробный ответ

▪ статья Бухгалтер по расчету зарплаты. Должностная инструкция

▪ статья Отбелка, обесцвечивание. Простые рецепты и советы

▪ статья Стабильный усилитель высокой частоты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026