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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Искусственному мозгу тоже нужен сон 13.06.2020 Неизвестно, будут ли андроиды считать овец, но скорей всего будут нуждаться в периодах отдыха, которые предлагают преимущества, подобные тем, которые сон дает живому мозгу, согласно новому исследованию из Национальной лаборатории Лос-Аламоса. "Мы изучаем пикирующие нейронные сети, которые являются системами, которые учатся так же, как живой мозг, - сказала компьютерный ученый из Лос-Аламосской лаборатории Йизинг Уоткинс. - Мы были очарованы перспективой обучения нейроморфного процессора способом, аналогичным тому, как люди и другие биологические системы получают информацию из окружающей среды в процессе развития". Уоткинс и ее исследовательская группа обнаружили, что моделирование сети стало нестабильным после продолжительных периодов обучения без присмотра. Когда они подвергли сети воздействию состояний, аналогичных волнам, которые живой мозг испытывает во время сна, стабильность была восстановлена. Открытие произошло, когда исследовательская группа работала над созданием нейронных сетей, которые близки к тому, как люди и другие биологические системы учатся понимать. Изначально группа боролась за стабилизацию имитируемых нейронных сетей, проходящих обучение без словаря, которое включает классификацию объектов без предварительных примеров для сравнения. "Вопрос о том, как предотвратить нестабильность систем обучения, в действительности, возникает только при попытке использовать биологически реалистичные процессоры... - сказал ученый-компьютерщик из Лос-Аламоса и соавтор исследований Гаррет Кенион. - Подавляющее большинство исследователей машинного обучения, глубокого обучения и искусственного интеллекта никогда не сталкиваются с этой проблемой, потому что в искусственных системах, которые они изучают, они могут позволить себе выполнять глобальные математические операции, которые влияют на общее динамическое усиление системы". Исследователи характеризуют решение подвергать сети искусственному аналогу сна как почти последнее предпринятое усилие по их стабилизации. Они экспериментировали с различными типами шума, примерно сравнимыми со статическим, который вы можете встретить между станциями при настройке радио. Наилучшие результаты были получены, когда они использовали волны так называемого гауссовского шума, который включает в себя широкий диапазон частот и амплитуд. Они предполагают, что шум имитирует вход, полученный биологическими нейронами во время медленного сна. Результаты показывают, что медленный сон может частично способствовать тому, чтобы корковые нейроны сохраняли свою стабильность и не галлюцинировали.

Другие интересные новости:

▪ Страсти вокруг видео-форматов

▪ Искусственные кристаллы для охлаждения электроники

▪ Хорошо выдержанный транзистор

▪ Млечный Путь больше, чем считалось

▪ Пить или не пить

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Садовый диван. Советы домашнему мастеру

▪ статья Почему большие морские корабли имеют в носовой подводной части округлое утолщение? Подробный ответ

▪ статья Нанесение металлопокрытий, транспортировка кислот и щелочей. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Солнечные элементы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Легкая восьмерка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026