Реферат: Цифровые часы

Принцип работы блока. Если на -выходе триггера уровень логического 0 (от 5.00.00 до 22.00.00), то шунтирующий транзистор будет находиться в закрытом состоянии и не будет влиять на работу стабилизатора. На выходе будет присутствовать напряжение порядка 4,9 – 5В (индикаторы светятся ярко).

Если на -выходе триггера уровень логической 1 (от 22.00.00 до 5.00.00), то шунтирующий транзистор будет находиться в открытом состоянии и его небольшое напряжение будет шунтировать четыре из восьми диодов. В результате на выходе блока напряжение упадет до 2В и индикаторы будут светиться менее ярко.

4.6. Блок снижения яркости свечения индикаторов.

Рисунок 4.9 — Блок снижения яркости свечения индикаторов

Этот блок построен на четырех компараторах двоично-десятичного кода 74LS85: два компаратора для отслеживания времени 22ч. 00мин. 00сек., и два – для отслеживания времени 5ч.00мин.00сек.

При выпадении на последних двух разрядах комбинации 0010 0010 (22 часа), на выходах первых двух компараторов появится уровень логической единицы, который при воздействии на R-вход RS-триггера приведет к появлению на -выходе этого триггера уровня логической 1.

При выпадении на последних двух разрядах комбинации 0000 0101 (5 часов), на выходах вторых двух компараторов появится уровень логической единицы, который при воздействии на S-вход RS-триггера приведет к появлению на -выходе этого триггера уровня логического 0.

5. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СХЕМЕ ЭЛЕМЕНТОВ

На выходе логических элементов И, изображённых на рисунке 5.1, будет сигнал логической единицы тогда и только тогда, когда на всех входах будет 1.

Рисунок 5.1 — Логические элементы 2-И, 3-И

На выходе логических элементов ИЛИ, изображённых на рис. 5.2, будет сигнал логической единицы тогда, когда хотя бы на одном из входов 1.

Рисунок 5.2 — Логические элементы 2-ИЛИ, 3-ИЛИ

На выходе логического элемента 4-ИЛИ-НЕ, изображённого на рисунке 5.3, будет сигнал логического нуля тогда, когда хотя бы на одном из входов 1.

Рисунок 5.3 — Логический элемент 4-ИЛИ-НЕ

На выходе инвертора, изображённого на рис 5.4, всегда сигнал противоположный входному.

Рисунок 5.4 — Инвертор

Рисунок 5.5 —RS-триггер

Триггер, изображённый на рис 5.5, имеет следующие входы и выходы: S – вход сигнала установки триггера (SET), R – вход сигнала сброса триггера (RESET), Q – выход состояния триггера, - инверсный выход состояния триггера.

Рисунок 5.6 — Дешифратор двоичного кода в коды семи

сегментных индикаторов 4543

D0-D3 – входы двоичного позиционного кода, LD – сигнал считывания кода со входов D0-D3 и преобразования его в код семи сегментных индикаторов, BI – сигнал отключения индикатора, PH – сигнал инверсии значения позиционного кода, a-g – выходы кода семи сегментных индикаторов.

Рисунок 5.7 — Семисегментный индикатор

V+ - вход подачи напряжения питания, a,b,c,d,e,f,g - входы подачи кода.

Рисунок 5.8 — Четырехразрядный компаратор

A0..A3 – первое значение для сравнения, B0..B3 – второе число для сравнения, IA>B, IA=B, IA<B - выхода переноса, A>B, A=B, A<B - выход.

Двоичный четырехразрядный счетчик 4520. Данный счетчик дуальный, то есть в одной микросхеме два счетчика.

Рисунок 5.9 — Двоичный четырехразрядный счетчик

СР0A – тактирование положительным фронтом, СР1A – тактирование отрицательным фронтом, MRA – вход сброса.

Выходы счетчика: Q0A,Q1A,Q2A,Q3A – двоичный код сосчитанного числа импульсов, пришедших, на вход тактирования. Входы СР0В, СР1В, МРВ, Q0B, Q1B, Q2B, Q3B идентичны входам с последней буквой А, но они принадлежат другому счетчику из этой микросхемы.

Рисунок 5.11 — Четырехразрядный параллельный сумматор

6. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ КОМПЬЮТЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ (ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ)

Таким образом, задача моделирования цифровых часов была успешно выполнена. В ходе работы был изучен специализированный программный пакет для моделирования работы устройств на основе интегральных микросхем на ЭВМ CircuitMaker фирмы MicroCode Engineering.

В последнее время компьютерное моделирование каких-либо процессов становится всё более популярным и общедоступным. Это касается и моделирования работы электронных микросхем. Преимущества такого метода над практическим очевидно, любой человек, имеющий элементарные знания компьютера и схемотехники, может собрать любую модель за считанные минуты, не заботясь о материальных затратах. Методы компьютерного моделирования помогают освоить работу любой схемы в деталях и, более того, позволяют произвести в ней изменения и опытным путём находить решения технической реализации устройства. Это существенно помогает в освоении специальности студентам, а также позволяет повысить уровень знаний инженеров–схемотехников.

7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Алексенко А. Г., Шагурин И. И. – Микросхемотехника: Учеб. Пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1990.

2. Алексеенко А.Г. – Основы микросхемротехники. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ЮНИМЕДИАСТАЙЛ, 2002. – 448 с.

3. Шило В. Л. – Популярные цифровые микросхемы – Москва, «Металлургия», 1988.