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:

Генетика узоров на крыльях бабочек 07.09.2024

Бабочки давно привлекают внимание людей своими яркими и сложными узорами на крыльях. Эти удивительные образы служат не только для красоты, но и выполняют важные функции в жизни насекомых, такие как маскировка и привлечение партнеров. Недавнее открытие международной группы ученых проливает новый свет на генетические механизмы, ответственные за формирование этих узоров. До недавнего времени считалось, что ключевую роль в создании цветовых узоров на крыльях бабочек играют белки, производимые в клетках. Они обеспечивают расположение и распределение пигментов, которые и создают разнообразие цветов и оттенков. Однако новое исследование показало, что этот процесс гораздо сложнее и включает неожиданные механизмы на уровне генетики. Ученые обнаружили, что определяющим фактором в создании узоров на крыльях бабочек является не производство белков, как предполагалось ранее, а специфические молекулы РНК. Эти молекулы, производимые особым геном, играют решающую роль в контроле за формированием ...>>

Технология испарения пластика 07.09.2024

В наше время проблема пластиковых отходов стоит как никогда остро. Пластик, который окружает нас повсюду, загрязняет окружающую среду и требует решений для его эффективной переработки. Одним из таких решений стало новое открытие ученых из Калифорнийского университета в Беркли, которое обещает изменить подход к переработке пластика и приближает нас к созданию круговой экономики, где отходы становятся ценным ресурсом. Исследователи разработали инновационный химический процесс, который позволяет разлагать полиэтилен и полипропилен - главные компоненты одноразового пластика - до их исходных мономеров. Эти мономеры, в свою очередь, можно использовать для создания новых пластиков. Такой подход не только сокращает потребность в ископаемом сырье, но и открывает возможности для многократного использования материалов. Ключевым достижением стало замещение дорогих и нестабильных катализаторов, применяемых ранее, на более доступные и устойчивые. Новые катализаторы на основе натрия и вольфрама ...>>

Дружба детей из разных социальных слоев помогает снизить уровень бедности 06.09.2024

Социальные связи играют важную роль в жизни человека, влияя на его перспективы, карьеру и уровень дохода. Недавние исследования американских ученых показали, что дружба между детьми из семей с разным материальным положением может оказать значительное влияние на снижение уровня бедности. Такой неожиданный вывод подчеркивает важность социального взаимодействия между разными слоями общества и открывает новые возможности для преодоления экономического неравенства. Группа исследователей из США провела масштабное исследование, посвященное изучению дружбы между детьми из богатых и бедных семей. Результаты показали, что такие межклассовые дружеские связи, сформированные в раннем возрасте, способствуют увеличению доходов детей из малообеспеченных семей в будущем. Это происходит за счет того, что такие дружеские отношения открывают доступ к новым социальным сетям и возможностям, которые в ином случае могли бы быть недоступны. В разных странах существуют различные механизмы, которые позволя ...>>

Случайная новость из Архива Гарнитура Logitech G332 02.02.2019 Анонсирована стереофоническая гарнитура Logitech G332, разработанная для пользователей, увлекающихся играми. Новинка относится к накладному типу. Применены 50-миллиметровые излучатели: заявленный диапазон воспроизводимых частот - от 20 Гц до 20 кГц. Модель Logitech G332 является универсальным решением. Использовать гарнитуру можно с персональными компьютерами, игровыми консолями и мобильными гаджетами - смартфонами, планшетами и пр. Подключение к источнику сигнала осуществляется посредством стандартного 3,5-миллиметрового коннектора. Длина кабеля равна двум метрам. Габариты гарнитуры составляют 172 х 81,7 х 182 мм, вес - 303 грамма (вместе с соединительным кабелем). Разумеется, предусмотрен микрофон. На одной из чашек наушников расположено колесо для регулировки уровня громкости. Гарнитура выполнена в черном цвете с красными вставками. Приобрести модель Logitech G332 можно будет по ориентировочной цене 60 долларов США.

Другие интересные новости:

▪ Водоблок EK-Vector RX 5700 + XT

▪ Робот-краб

▪ Мультимедийный холодильник

▪ Климатически нейтральная арена

▪ Виртуальный мобильный оператор Google Project Fi

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заводские технологии на дому. Подборка статей

▪ статья Солнечный двигатель. Советы моделисту

▪ статья Каким языком пользуются дельфины? Подробный ответ

▪ статья Кизил кроваво-красный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Аппаратура пропорционального управления. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Два УКВ конвертера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024