CMOS ЧЕСТОТИЧЕН БРОЙНИК: 3 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Това ръководство с включени PDF файлове и снимки за това как съм проектирал свой собствен честотен брояч за забавление от дискретна логика. Няма да навлизам в пълни подробности за това как направих веригите глигани или как да ги свържа, но схемите са направени в KICAD, който е безплатен софтуер, който ви позволява да правите проектите си на професионална платка. не се колебайте да копирате или използвате тази информация като справочник. това е добро упражнение за учене, открих, че това е вълнуващо пътуване и абсолютна болка в главата едновременно, но този проект използва много умения, научени в основен курс по цифров дизайн. това вероятно би могло да се направи с един микроконтролер и няколко външни части. но какво забавление има в това хаха!

Стъпка 1: Проектиране на честотен брояч с помощта на дискретни CMOS логически чипове

Така че като въведение, аз проектирах, свързах и изпробвах тази схема. Аз свърших по -голямата част от работата в NI multimim и използвах симулациите за проектиране на повечето модули. след тестване в мултисим, след това изградих тестовата верига на парчета върху дъска за хляб, за да съм сигурен, че всяка част работи правилно, това беше истинско главоболие и ми отне почти седмица, за да стартирам първата пълна версия. В следващата стъпка ще включа спецификацията (БМ) и блокова диаграма на дизайна и след това ще опиша подробно как е съставен. Не използвах никакви схеми, за да направя това, просто просто прочетох информационните листове за чипсетите и пуснах симулации и тествах всеки чип за правилната функция. Този проект включва 4 основни концепции, които са свързани заедно в окончателния монтаж, който ще бъде очертан в блоковите диаграми. Използвах тези блокове, за да опиша как всичко ще бъде организирано и проектирано.

1. Модул за синхронизация Една осцилаторна верига Pierce с xtal (кристал), осцилираща при 37,788 kHz, се подава в CD4060B (14-степенна пулсация, носеща двоичен брояч и честотен делител), което води до 2Hz сигнал. След това този сигнал се изпраща в JK джапанка, конфигурирана за превключващ режим. Това ще го намали наполовина до 1Hz квадратна вълна. след това сигналът се изпраща към още един джапанка на JK и се разделя на 0,5Hz (1 секунда при изключване 1 секунда). това ще бъде точната времева база за настройване на нашия часовник за разрешаване, за да „отрежем“една секунда извадка от входящата честота. Това е по същество парче импулси, което трябва да се преброи за продължителност от една секунда.
2. Синхронен брояч на десетилетия Те са две основни концепции, които трябва да се разберат как се преброява входящата честота. Входящият сигнал трябва да бъде квадратна вълна, а също и съвместим с логическото ниво на чиповете. Използвах генератор на функции на лабораторната си пейка, но един може да бъде конструиран с таймер 555 и джапанка JK или D, конфигуриран като честотен делител. втората концепция използва 0.5Hz сигнал, за да позволи на измерения импулс да излезе от порта AND за една секунда. и блокирането му, когато стане логично НИСКО. този импулс излиза от порта AND и влиза в броячите на десетилетията в паралелния часовник. броячите функционират като синхронни броячи и използват функциите за изпълнение и във, описани в информационния лист за CD4029.
3. Нулиране Веригата трябва да се нулира на всеки 2 секунди, за да се вземе проба от честотата и да не се получат сложни показания на дисплея. искаме да нулира броячите до нула преди да влезе следващият фрагмент или ще добави към предишната стойност. което не е чак толкова интересно! ние правим това С помощта на D джапанка, свързана за обратна връзка, и синхронизираме 0.5 Hz сигнала в часовника, който е изведен в предварително зададените щифтове за разрешаване на десетилетията. това поставя всички броячи на нула за две секунди и след това отива високо за 2 секунди. просто, но ефективно не, това може да се направи и с джапанка на JK, но ми харесва да покажа два начина да направите едно и също нещо. Всичко това е за забавление и самообучение, така че не се колебайте!
4. LED СЕГМЕНТИ Най -добрата част се запазва за края! класическите 7 -сегментни дисплеи и чиповете на драйверите силно препоръчвам да се проектира това около информационния лист на 7 -сегментния дисплей и чипа на драйвера. Ще трябва да обърнете голямо внимание на разликата между общ катод или анод. чипът, който използвах, ще трябва да бъде висок или нисък в зависимост от светодиодите, които решите да използвате и като добра практика се използват 220 омови резистори за ограничаване на тока, има известна гъвкавост, винаги е най -добре да се обърнете към информационния лист, никой не е такъв умни отговори всички лежат в информационния лист. Когато се съмнявате, прочетете го колкото можете.

Стъпка 2: Блокова диаграма

Следващата част е само визуализация на блоковата диаграма. Добра идея е да погледнете това, когато проектирате нещо, което да разреже проблема на парчета.

Стъпка 3: Часова база и схеми

o-обхватът показва как трябва да изглежда резултатът в сравнение с времевата база.

Тази схема използва свързания cd 4060, както е показано на снимката, вижте PDF за пълна картина

чиповете, използвани в тази схема, са

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• 21 X 220 ома РЕЗИСТОРИ
• 3 X 7 СЕГМЕНТНИ LED ДИСПЛЕЯ
• 37,788 KHZ КРИСТАЛ
• 330K OHM РЕЗИСТОР
• 15M OHM РЕЗИСТОР
• 18x 10K 8 ПИН РЕЗИТОРНА МРЕЖА (ПРЕПОРЪЧВА)
• МНОГО СВЪРЗВАЩИ ЖИЛА, АКО ИЗПОЛЗВАТЕ ХЛЕБНА ДОСКА
• МНОГО ХЛЕБНИ ДОСКИ

ПРЕПОРЪЧИТЕЛНО ОБОРУДВАНЕ

• КОНЦЕ ЗАХРАНВАНЕ
• О-ОБХВАТ
• ФУНКЦИОНАЛЕН ГЕНЕРАТОР
• МУЛТИМЕТЪР
• КЛЕЩА

ПРЕПОРЪЧИТЕЛЕН СОФТУЕР ЗА ДИЗАЙН

• KICAD
• NImultisim