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:

Легкий бег влияет на мозг и самоконтроль 13.10.2026

Физическая активность не обязательно должна быть интенсивной, чтобы на короткое время изменить состояние мозга. Новое исследование японских специалистов показывает, что даже непродолжительный бег с очень небольшой нагрузкой способен повлиять на настроение, внимание и способность контролировать собственные действия. Причем для этого, по данным эксперимента, может быть достаточно всего 10 минут. Работу провели исследователи из Университета Цукубы с участием 24 здоровых молодых людей. Добровольцы выполняли два разных условия: в одном случае они спокойно сидели в течение 10 минут, а в другом такое же время проводили на беговой дорожке. Скорость во время пробежки составляла приблизительно от 3 до 6 км/ч, поэтому нагрузка оставалась сравнительно небольшой. Средняя частота сердечных сокращений участников при этом находилась в пределах 104-107 ударов в минуту. После завершения физической активности добровольцы сообщали о большей бодрости и более приятном эмоциональном состоянии по сравне ...>>

Ноктбук HP OmniBook 5 13.10.2026

Рынок доступных ноутбуков постепенно становится все более интересным: производители пытаются предложить покупателям устройства, которые сочетают невысокую цену с характеристиками, еще недавно характерными преимущественно для более дорогих моделей. Компания HP решила сделать ставку именно на такой подход, представив OmniBook 5 - Windows-ноутбук с OLED-дисплеем, аппаратными возможностями для работы с искусственным интеллектом и заявленной автономностью до 42 часов. Стоимость базовой версии начинается с $699, что делает новинку прямым конкурентом таким устройствам, как MacBook Neo. Основой ноутбука стал 14-дюймовый OLED-дисплей с разрешением 1920 x 1200p. Экран поддерживает мультисенсорное управление, защищен стеклом Gorilla Glass 3 и способен отображать 100% цветового пространства DCI-P3. Таким образом, HP предлагает не просто стандартную панель для офисной работы, а дисплей с характеристиками, которые могут заинтересовать пользователей, обращающих внимание на качество изображения и ц ...>>

Донорское сердце способно быстро перенимать биологический возраст реципиента 12.10.2026

Возраст органов определяется не только количеством прожитых лет. На молекулярном уровне ткани могут стареть с разной скоростью, а после пересадки, как показывают новые эксперименты, их биологические характеристики способны заметно меняться под воздействием организма, в который они попадают. Исследователи из Бостона обнаружили, что молодые донорские сердца после трансплантации довольно быстро приобретают признаки биологического возраста реципиента, тогда как более старые органы могут, напротив, демонстрировать признаки омоложения. Чтобы оценить эти изменения, ученые применили три так называемых "часа старения" - молекулярных инструмента, позволяющих приблизительно определять биологический возраст клеток и тканей. В отличие от обычного календарного возраста, такие показатели отражают состояние организма на уровне определенных молекулярных изменений. Именно их анализ позволил специалистам проследить, как меняются пересаженные сердца спустя несколько месяцев после операции. Основные ...>>

Случайная новость из Архива Влияние микробов на геологические процессы Земли 08.05.2019 Микробиологи из Университета Теннесси (США) выяснили, что микробы играют большую роль - почти такую же, как вулканы, - в геологических процессах, в результате которых углерод переносится с поверхности земли на глубину. В земле содержится огромное количество углерода - даже больше, чем в атмосфере или в океанах, согласно оценкам ученых. Часть этого углерода медленно высвобождается из горных пород в виде СО2 (углекислого газа) через вулканы и горячие источники, это является важной частью природного круговорота углерода. При этом вулканы выбрасывают в атмосферу даже больше углекислоты, чем человек. Микробы же, как оказалось, могут немножко задержать этот выброс. Исследователи смогли сделать такой вывод, изучив зону субдукции Коста-Рики - место, где дно океана (иначе: океаническая кора) погружается под континентальную плиту. Результаты показали, что микробы поглощают и задерживают небольшое, но измеримое количество углерода, "тонущего" в траншее у побережья Тихого океана в Коста-Рике. Микробы также могут участвовать в химических процессах, которые вытягивают еще больше углерода, оставляя цементоподобные "вены" минерала кальцита в коре. Неожиданные результаты имеют важное значение для оценки того, сколько углерода перемещается с поверхности Земли в ее внутреннюю часть, особенно в геологических временных масштабах. Исследование является частью проекта Subduction Биологической обсерватории Deep Carbon Meets.

Другие интересные новости:

▪ Акустика Microlab Н30BT с поддержкой NFC

▪ Новая серия PMEG диодов Шотки

▪ Съедобная батарейка

▪ Хищная бактерия как живой антибиотик

▪ Зеркала на орбите обеспечат круглосуточную работу земных электростанций

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Заводские технологии на дому. Подборка статей

▪ статья Жилищное право. Шпаргалка

▪ статья Почему в любом современном цирке диаметр арены равен 13 метрам? Подробный ответ

▪ статья Мотосани Пингвин. Личный транспорт

▪ статья Оригинальная конструкция антенны на диапазон 2 м. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электроустановки в пожароопасных зонах. Определения. Общие требования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026