Saa ya dijiti Kutumia Crystal Oscillator & Flip Flops: 3 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Saa hupatikana karibu kila aina ya vifaa vya elektroniki, ndio mapigo ya moyo ya kompyuta yoyote. Zinatumika kusawazisha mizunguko yote inayofuatana. hutumiwa pia kama kaunta ili kufuatilia wakati na tarehe. Katika hii inayoweza kufundishwa utajifunza jinsi kompyuta zinahesabu na kimsingi jinsi saa ya dijiti inavyofanya kazi kwa kutumia vijikaratasi na mantiki ya mchanganyiko. Mradi umegawanywa katika moduli nyingi ambazo kila moja hufanya kazi maalum.

Vifaa

Kwa hili kufundisha utahitaji maarifa ya awali katika:

• Dhana za mantiki za dijiti
• Simulator ya Multisim (hiari)
• Uelewa wa nyaya za Umeme

Hatua ya 1: Kuunda Moduli ya Msingi wa Wakati

Dhana nyuma ya Saa ya Dijiti ni kwamba kwa kweli tunahesabu mizunguko ya saa. Saa 1 ya Hz inazalisha mapigo kila sekunde. katika hatua zifuatazo tutaona jinsi tunaweza kuhesabu mizunguko hiyo kutengeneza sekunde, dakika na masaa ya saa yetu. Njia moja tunayoweza kutoa ishara 1 Hz ni kwa kutumia mzunguko wa kioo oscillator ambao hutoa ishara ya 32.768 kHz (kama ile niliyotengeneza hapo juu inayoitwa pierce oscillator), ambayo tunaweza kugawanya kwa kutumia mnyororo wa Flip Flops. Sababu 32.768 kHz inatumiwa ni kwa sababu ni kubwa kuliko kiwango chetu cha kusikia ambacho ni 20 kHz na ni sawa na 2 ^ 15. Sababu ambayo ni muhimu ni kwa sababu pato la Flip flop la J-K hubadilisha pembeni Chanya au Hasi (inategemea FF) ya ishara ya kuingiza, kwa hivyo pato linafaa kwa masafa ambayo ni nusu ya pembejeo asili. Kwa ishara hiyo hiyo ikiwa tutaunganisha Flip Flops 15 tunaweza kugawanya masafa ya ishara ya kuingiza kupata ishara yetu 1 ya Hz. Nilitumia tu jenereta ya kunde ya 1 Hz kuharakisha wakati wa Kuiga katika Multisim. Walakini kwenye ubao wa mkate jisikie huru kujenga mzunguko ninao hapo juu au tumia moduli ya DS1307.

Hatua ya 2: Kuunda Kaunta ya sekunde

Moduli hii imegawanywa katika sehemu mbili. Sehemu ya kwanza ni kaunta ya 4-bit ambayo inahesabu hadi 9 ambayo hufanya nafasi ya 1 ya sekunde. Sehemu ya pili ni kaunta ya 3-bit ambayo inahesabu hadi 6 ambayo hufanya nafasi ya sekunde 10.

Kuna aina mbili za kaunta, kaunta inayolingana (ambapo saa imeunganishwa na FF zote) na kaunta ya asynchronous ambapo saa hulishwa kwa FF wa kwanza na pato hufanya kama saa ya FF inayofuata. Ninatumia kaunta ya asynchronous (pia inaitwa kaunta ripple). Wazo ni kwamba ikiwa tutatuma ishara ya juu kwa pembejeo za 'J' na 'K' za FF, FF itabadilisha hali yake katika kila mzunguko wa saa ya kuingiza. Hii ni muhimu kwa sababu kwa kila toggles 2 za FF ya kwanza toggle hutolewa katika FF mfululizo na kadhalika hadi ya mwisho. Kwa hivyo tunatoa nambari ya Binary sawa na idadi ya mizunguko ya ishara ya saa ya kuingiza.

Kama inavyoonyeshwa hapo juu, kushoto ni mzunguko wangu ambao hufanya kaunta ya 4-bit kwa nafasi ya 1. Chini yake nimetekeleza mzunguko wa Rudisha, kimsingi ni lango la NA ambalo hutuma ishara ya juu kwa pini ya kuweka upya Flip Flops ikiwa pato la kaunta ni 1010 au 10 kwa desimali. Kwa hivyo pato la lango hilo NA lango ni 1 Pulse kwa sekunde 10 ishara ambayo tutatumia kama saa ya kuingiza kwa kaunta yetu ya nafasi ya 10..

Hatua ya 3: Kuiweka Pamoja

Kwa mantiki hiyo hiyo, tunaweza kuendelea kuweka kaunta ili kutengeneza Dakika na Saa. Tunaweza hata kwenda mbali zaidi na kuhesabu siku, wiki na hata miaka. unaweza kuunda hii kwenye ubao wa mkate, kwa kweli hata hivyo mtu atatumia moduli ya RTC (saa ya saa halisi) kwa urahisi tu. Lakini ikiwa unajisikia kuongozwa utahitaji:

Flip Flops 19 J (au IC mbili za JK kama vile SN74LS73AN)

• chanzo cha kuingiza 1 Hz (unaweza kutumia moduli ya DS1307 inazalisha wimbi 1 la mraba Hz)
• 6 Binary hadi 7-sehemu ya Decoders (kama 74LS47D)
• Inverters 23, 7 pembejeo 3 na milango, 10 pembejeo 2 na milango, 3 pembejeo 4 na milango, milango 5 AU
• Maonyesho sita ya sehemu ya hex

Natumai umejifunza jinsi saa ya dijiti inavyofanya kazi kutoka kwa hii inayoweza kufundishwa, tafadhali jisikie huru kuuliza maswali yoyote!