CMOS FUNKCIONALNI BROJAČ: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:31

Ovo je vodič s uključenim PDF -ovima i fotografijama o tome kako sam dizajnirao vlastiti brojač frekvencija za zabavu iz diskretne logike. Neću ulaziti u detalje o tome kako sam napravio vepra ili kako ga spojiti, ali sheme su izrađene u KICAD -u koji je besplatni softver koji vam omogućuje da svoje projekte izrađujete na PCB -u profesionalnog razreda. slobodno kopirajte ili koristite ove podatke kao referentni vodič. ovo je dobra vježba za učenje, otkrio sam da je to uzbudljivo putovanje i apsolutna glavobolja u isto vrijeme, ali ovaj projekt koristi mnoge vještine naučene na osnovnom tečaju digitalnog dizajna. ovo bi se vjerojatno moglo učiniti jednim mikrokontrolerom i nekoliko vanjskih dijelova. ali koja je zabava u tome haha!

Korak 1: Projektiranje brojača frekvencija pomoću diskretnih CMOS logičkih čipova

Stoga sam kao uvod dizajnirao, ožičio i testirao ovaj sklop. Većinu sam poslova obavio u NI multisim -u i koristio simulacije za projektiranje većine modula. nakon testiranja u multisimu, zatim sam konstruirao ispitni krug u komadima na ploči za kruh, to je bilo sigurno da svaki dio radi ispravno, ovo je bila prava glavobolja i trebalo mi je gotovo tjedan dana da pokrenem prvu potpunu verziju. U sljedećem koraku uključit ću BOM (Bill of Materials) i blok dijagram dizajna, a zatim ću detaljno razmotriti način na koji je sastavljen. Nisam koristio nikakve sheme za ovo, jednostavno sam pročitao tehničke listove za skupove čipova i pokrenuo simulacije te testirao svaki čip na ispravnu funkciju. Ovaj projekt sadrži 4 glavna koncepta koji su svi povezani u završnom sklopu koji će biti opisan u blok dijagramima. Pomoću ovih blokova opisao sam kako će se sve to organizirati i osmisliti.

1. Vremenski modul Pierce oscilatorni krug s xtalom (kristal) oscilira na 37,788 kHz dovodi se u CD4060B (14-stupanjski valoviti prijenosni binarni brojač i razdjelnik frekvencije), što rezultira signalom od 2Hz. Taj se signal zatim šalje u JK japanku konfiguriranu za način prebacivanja. To će ga prepoloviti na kvadratni val od 1Hz. signal se zatim šalje na još jedan JK japanku i dijeli na 0,5Hz (1 sekunda na 1 sekundu isključeno). ovo će biti točna vremenska baza za postavljanje takta omogućavanja kako bi se "izrezao" jedan sekundni uzorak dolazne frekvencije. Ovo je u biti dio impulsa koji se mora brojati u trajanju od jedne sekunde.
2. Sinkroni brojač desetljeća Dva su glavna koncepta za razumijevanje načina na koji se dolazna frekvencija broji. Dolazni signal mora biti kvadratnog vala, a također je kompatibilan s logičkom razinom čipova. Koristio sam generator funkcija na svom laboratorijskom stolu, ali jedan se može konstruirati s mjeračem vremena 555 i japankom JK ili D konfiguriranom kao razdjelnik frekvencije. drugi koncept koristi signal od 0,5Hz da omogući izmjerenom impulsu da izađe iz vrata AND u intervalima od jedne sekunde. i blokiranje kada ide logično NISKO. ovaj impuls izlazi iz vrata AND i ulazi u brojače desetljeća na paralelnom satu. brojači funkcioniraju kao sinkroni brojači i koriste funkcije izvođenja i funkcije opisane u podatkovnom listu za CD4029.
3. Resetiranje Krug se mora resetirati svake 2 sekunde kako bi uzorkovao frekvenciju i ne dobio složeno očitanje na zaslonu. želimo da brojače vrati na nulu prije nego što dođe sljedeći odsječak ili će dodati prethodnu vrijednost. što i nije toliko zanimljivo! to činimo Koristeći D japanke ožičene za povratnu vezu i usmjeravamo signal od 0,5 Hz u sat koji je postavljen u unaprijed postavljene pinove brojača desetljeća. ovo postavlja sve brojače na nulu dvije sekunde, a zatim ide 2 sekunde visoko. jednostavno, ali učinkovito, ali ne i ovo se može učiniti s JK japankom, ali ja želim pokazati dva načina da učinite istu stvar. Ovo je sve za zabavu i samostalno učenje pa slobodno odstupite!
4. LED SEGMENTI Najbolji dio je spremljen za kraj! klasične 7 -segmentne zaslone i upravljačke čipove Toplo preporučujem da ovo dizajnirate oko podatkovnog lista 7 -segmentnog zaslona i upravljačkog čipa. Morat ćete obratiti veliku pozornost na razliku između uobičajene katode ili anode. čip koji sam koristio morat će biti visok ili nizak, ovisno o LED diodama koje odaberete koristiti, a kao dobra praksa koriste se 220 ohmski otpornici za ograničavanje struje. Postoji fleksibilnost, uvijek je najbolje obratiti se na podatkovnu tablicu. pametni odgovori svi se nalaze u podatkovnom listu. Kad ste u nedoumici pročitajte je što više možete.

Korak 2: Blok dijagram

Ovaj sljedeći dio samo je prikaz blok dijagrama. Bilo bi dobro pogledati ovo kad osmišljavate nešto kako biste problem izrezali na komade.

Korak 3: Vremenska baza i sheme

o-opseg pokazuje kako bi izlaz trebao izgledati u usporedbi s vremenskom bazom.

Ovaj krug koristi ožičeni cd 4060 kao što je prikazano na slici. Za potpunu sliku pogledajte PDF

čipovi koji se koriste u ovom krugu su

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• OTPORI 21 X 220 ohma
• 3 X 7 SEGEMNT LED ZASLONI
• 37.788 KHZ KRISTAL
• OTPOR 330K OHM
• 15M OHM OTPOR
• 18x 10K Mreža otpornika s 8 PIN -ova (PREPORUČUJE SE)
• MNOGO ZVUČNIH ŽICA AKO SE KORISTI DASKA ZA KRUH
• MNOGE DASKE ZA KRUH

PREPORUČENA OPREMA

• KLUPNA NAPAJANJE
• O-OPSEG
• GENERATOR FUNKCIJE
• VIŠEMJER
• KLIJEŠTA

PREPORUČEN SOFTVER ZA DIZAJN

• KICAD
• NImultisim