Дослідження годинникових схем

Дата добавления: 13 Ноября 2011 в 21:40
Автор: Пользователь скрыл имя
Тип работы: лабораторная работа
Скачать полностью (100.13 Кб)
Работа содержит 1 файл
Скачать  Открыть 

Дослідження годинникових схем.doc

  —  237.50 Кб

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 

ЧЕРКАСЬКИЙ  ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра комп’ютерних систем

  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗВІТ

з лабораторної роботи № 7

на тему:

«Дослідження годинникових схем»

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         Виконав:                                                                            ст. гр. КМ-805

                                                                                                     Царенко Т.А.

         Перевірив:                                                                         Числов А.І. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Черкаси 2010 

     Мета  роботи: Вивчити різні типи ІС лічильників, логіку їхньої роботи, часові діаграми, схеми включення, ланцюги живлення і дослідити практичну роботу лічильників.

Порядок виконання роботи

 
  1. Вивчити по довідковій літературі і додатку лічильники.
  2. Вивчити роботу осцилографа і генератора.
  3. Вивчити по довідковій літературі схеми включення лічильників:

    К176ИЕ1, К176ИЕ2, К176ИЕ3, К176ИЕ4, К176ИЕ5, К176ИЕ8, К176ИЕ12, К176ИЕ13, К176ИЕ17, К176ИЕ18.

  1. Виставити необхідну напругу живлення (+12В) на джерелі живлення. Підключити схему годинника до джерела живлення, дотримуючись полярності.
  2. Дослідити роботу електронного годинника, замалювати необхідні часові діаграми сигналів на входах і виходах.
  3. Оформити звіт і привести в ньому необхідні теоретичні відомості і результати дослідження роботи схеми електронного годинника.

Контрольні  питання

 
  1. Чим відрізняються  лічильники К176ИЕ5, К176ИЕ18, К176ИЕ12?
  2. Чим відрізняються лічильники К176ИЕ3, К176ИЕ4?
  3. Призначення лічильників К176ИЕ13, К176ИЕ17?
  4. Як підвищити точність ходу годинника?

 

Теоретичні  відомості

Часовые схемы

1.1 Микросхема К176ИЕ2

      Микросхема К176ИЕ2 (рисунок 1) - пятиразрядный счетчик, который может работать как двоичный в коде 1-2-4-8-16 при подаче лог. 1 на управляющий вход А, или как декада с подключенным к выходу декады триггером при лог. 0 на входе А. Во втором случае код работы счетчика 1-2-4-8-10, общий коэффициент деления 20. Вход R служит для установки триггеров счетчика в 0 подачей на этот вход лог. 1. Первые четыре триггера счетчика могут быть установлены в единичное состояние подачей лог. 1 на входы S-S8. Входы Sl-S8 являются преобладающими над входом R.

      Микросхема  К176ИЕ2 встречается двух разновидностей. Микросхемы ранних выпусков имеют входы  СР и CN для подачи тактовых импульсов  положительной и отрицательной полярности, соответственно, включенные по ИЛИ. При подаче на вход СР импульсов положительной полярности на входе CN должна быть лог. 1, при подаче на вход CN импульсов отрицательной полярности на входе СР должен быть лог. 0. В обоих случаях счетчик переключается по спадам импульсов.

      Другая  разновидность имеет два равноправных входа для подачи тактовых импульсов (выводы 2 и 3), собранных по И. Счет происходит по спадам импульсов положительной  полярности, подаваемых на любой из этих входов, причем на второй из этих входов должна быть подана лог. 1. Можно подавать импульсы и на объединенные выводы 2 и 3.

      Если  на вывод 3 микросхемы К176ИЕ2 подать лог. 1, обе разновидности микросхем  по входу СР (вывод 2) работают одинаково.

      При лог. 0 на входе А порядок работы триггеров соответствует временной диаграмме, приведенной на рисунке 2.

      Для индикации состояния декад, использующих микросхему К176ИЕ2, можно использовать газоразрядные индикаторы, управляемые  через дешифратор К155ИД1. Для согласования микросхем К155ИД1 и К176ИЕ2 можно использовать микросхемы К176ПУ3 либо К561ПУ4 или транзисторы р-n-р.

1.2 Микросхемы К176ИЕ3 и К176ИЕ4

      Микросхемы К176ИЕ3 (рисунок 3), К176ИЕ4 (рисунок 4) и К176ИЕ5 разработаны специально для использования в электронных часах с семисегментными индикаторами. Микросхема К176ИЕ4 (рисунок 4) -декада с преобразователем кода счетчика в код семисегментного индикатора. Микросхема имеет три входа: вход R, установка триггеров счетчика в 0 происходит при подаче лог. 1 на этот вход; вход С, переключение триггеров происходит по спаду импульсов положительной полярности на этом входе; сигнал на входе S управляет полярностью выходных сигналов.

      

      На  выходах а, b, с, d, e, f, g - выходные сигналы, обеспечивающие формирование цифр на семисегментном индикаторе, соответствующих состоянию счетчика. При подаче лог. 0 на управляющий вход S лог. 1 на выходах а, b, с, d, e, f, g соответствуют включению соответствующего сегмента. Если же на вход S подать лог. 1, включению сегментов будет соответствовать лог. 0 на выходах а, b, с, d, e, f, g. Возможность переключения полярности выходных сигналов существенно расширяет область применения микросхем.

      Выход Р микросхемы - выход переноса. Спад импульса положительной полярности на этом выводе формируется в момент перехода счетчика из состояния 9 в состояние 0.

      Для согласования микросхемы К176ИЕ4 с вакуумными индикаторами удобно, кроме того, использовать микросхемы К168КТ2Б или К168КТ2В, а также КР168КТ2Б(В), К190КТ1, К190КТ2, К161КН1, К161КН2. При использовании инвертирующей микросхемы К161КН1 на вход S микросхемы К176ИЕ4 следует подать лог. 1, при использовании неинвертирующей микросхемы К161КН2 - лог. 0.

      Жидкокристаллические  индикаторы не требуют специального согласования, но для их включения  необходим источник прямоугольных импульсов с частотой 30...100 Гц и скважностью 2, амплитуда импульсов должна соответствовать напряжению питания микросхем.

      Микросхема К176ИЕ3 (рисунок 3) отличается от К176ИЕ4 тем, что ее счетчик имеет коэффициент пересчета 6, а лог. 1 на выходе 2 появляется при установке счетчика в состояние 2.

1.3 Микросхема К176ИЕ5

      Микросхема К176ИЕ5 содержит кварцевый генератор с внешним резонатором на 32768 Гц и подключенным к нему девятиразрядным делителем частоты и шестиразрядный делитель частоты, структура микросхемы приведена на рисунке 5 а. Типовая схема включения микросхемы приведена на рисунке 5 б. К выводам Z и подключаются кварцевый резонатор, резисторы Rl и R2, конденсаторы С1 и С2. Выходной сигнал кварцевого генератора может быть проконтролирован на выходах К и Сигнал с частотой 32768 Гц поступает на вход девятиразрядного двоичного делителя частоты, с его выхода 9 сигнал с частотой 64 Гц может быть подан на вход 10 шестиразрядного делителя. На выходе 14 пятого разряда этого делителя формируется частота 2 Гц, на выходе 15 шестого разряда - 1 Гц. Сигнал с частотой 64 Гц может использоваться для подключения жидкокристаллических индикаторов к выходам микросхем К176ИЕ3 и К176ИЕ4.

       Вход R служит для сброса триггеров второго делителя и установки исходной фазы колебаний на выходах микросхемы. При подаче лог. 1 на вход R на выходах 14 и 15 лог. 0 после снятия лог. 1 на этих выходах появляются импульсы с соответствующей частотой, спад первого импульса на выходе 15 происходит через 1с после снятия лог. 1.

      При подаче лог. 1 на вход S происходит установка  всех триггеров второго делителя в состояние 1, после снятия лог. 1 с этого входа спад первого  импульса на выходах 14 и 15 происходит практически  сразу. Обычно вход S постоянно подключают к общему проводу.

      Конденсаторы  С1 и С2 служат для точной установки  частоты кварцевого генератора. Емкость  первого из них может находиться в пределах от 1…100 пФ, емкость второго - 30...100 пФ. При увеличении емкости  конденсаторов частота генерации уменьшается. Точную установку частоты удобнее производить при помощи построечных конденсаторов, подключенных параллельно С1 и С2. При этом конденсатором, подключенным параллельно С2, осуществляют грубую настройку, подключенным параллельно С1 - точную.

      Сопротивление резистора R1 может находиться в пределах 4,7...68 МОм, однако при его значении менее 10 МОм возбуждаются не все кварцевые резонаторы.

1.4 Микросхемы К176ИЕ8 и К561ИЕ8

      Микросхемы К176ИЕ8 и К561ИЕ8 десятичные счетчики с дешифратором (рисунок 6). Микросхемы имеют три входа: вход установки исходного состояния R, вход для подачи счетных импульсов отрицательной полярности CN и вход для подачи счетных импульсов положительной полярности СР. Установка счетчика в 0 происходит при подаче на вход R лог. 1, при этом на выходе 0 появляется лог. 1, а на выходах 1-9 - лог. 0.

     Переключение  счетчика происходит по спадам импульсов  отрицательной полярности, подаваемых на вход CN, при этом на входе СР должен быть лог. 0. Можно также подавать импульсы положительной полярности на вход СР, переключение будет происходить по их спадам. На входе CN при этом должна быть лог. 1.

1.5 Микросхема К561ИЕ9

      Микросхема К561ИЕ9 (рисунок 7) - счетчик с дешифратором. Работа микросхемы аналогична работе микросхем К561ИЕ8 и К176ИЕ8, но коэффициент пересчета и число выходов дешифратора 8, а не 10. Временная диаграмма работы микросхемы приведена на рисунке 8. Так же, как и микросхема К561ИЕ8, микросхема К561ИЕ9 построена на основе сдвигающего регистра с перекрестными связями. При подаче напряжения питания и отсутствии импульса сброса триггеры этих микросхем могут стать в произвольное состояние, не соответствующее разрешенному состоянию счетчика. Однако, в указанных микросхемах есть специальная цепь формирования разрешенного состояния счетчика и, при подаче тактовых импульсов, счетчик через несколько тактов перейдет в нормальный режим работы. Поэтому в делителях частоты, в которых точная фаза выходного сигнала не важна, допустимо не подавать на входы R микросхем К176ИЕ8, К561ИЕ8 и К561ИЕ9 импульсы начальной установки.

     Микросхемы  К561ИЕ8 и К561ИЕ9 удобно использовать в делителях частоты с переключаемым  коэффициентом деления.

1.6 Микросхема К176ИЕ12

      Микросхема К176ИЕ12 предназначена для использования в электронных часах (рисунок 9). В ее состав входят кварцевый генератор G с внешним кварцевым резонатором на частоту 32768 Гц и два делителя частоты: СТ2 на 32768 и СТ60 на 60. При подключении к микросхеме кварцевого резонатора по схеме рисунка 9 б она обеспечивает получение частот 32768, 1024, 128, 2, 1, 1/60 Гц. Импульсы с частотой 128 Гц формируются на выходах микросхемы Т1-Т4, их скважность равна 4, сдвинуты они между собой на четверть периода. Эти импульсы предназначены для коммутации знакомест индикатора часов при динамической индикации. Импульсы с частотой 1/60 Гц подаются на счетчик минут, импульсы с частотой 1 Гц могут использоваться для подачи на счетчик секунд и для обеспечения мигания разделительной точки, для установки показаний часов могут использоваться импульсы с частотой 2 Гц. Частота 1024 Гц предназначена для звукового сигнала будильника и для опроса разрядов счетчиков при динамической индикации, выход частоты 32768 Гц - контрольный. Фазовые соотношения колебаний различных частот относительно момента снятия сигнала сброса продемонстрированы на рисунке 10, временные масштабы различных диаграмм на этом рисунке различны. При использовании импульсов с выходов Т1-Т4 для других целей следует обратить внимание на наличие коротких ложных импульсов на этих выходах.

      Особенностью  микросхемы является то, что первый спад на выходе минутных импульсов  М появляется спустя 59 с после  снятия сигнала установки 0 с входа R. Это заставляет при пуске часов  отпускать кнопку, формирующую сигнал установки 0, спустя одну секунду после шестого сигнала поверки времени. Фронты и спады сигналов на выходе М синхронны со спадами импульсов отрицательной полярности на входе С.

      Сопротивление резистора R1 может иметь ту же величину, что и для микросхемы К176ИЕ5. Конденсатор  С2 служит для точной подстройки частоты, С3 - для грубой. В большинстве случаев конденсатор С4 может быть исключен.

1.7 Микросхема К176ИЕ13

     Микросхема К176ИЕ13 предназначена для построения электронных часов с будильником. Она содержит счетчики минут и часов, регистр памяти будильника, цепи сравнения и выдачи звукового сигнала, цепи динамической выдачи кодов цифр для подачи на индикаторы. Обычно микросхема К176ИЕ13 используется совместно с К176ИЕ12. Стандартное соединение этих микросхем показано на рисунке 11. Основными выходными сигналами схемы рисунка 11 являются импульсы Т1-Т4 и коды цифр на выходах 1, 2, 4, 8. В моменты времени, когда на выходе Т1 лог. 1, на выходах 1, 2, 4, 8 присутствует код цифры единиц минут, когда лог. 1 на выходе Т2 - код цифры десятков минут и т. д. На выходе S импульсы с частотой 1 Гц для зажигания разделительной точки. Импульсы на выходе С служат для стробирования записи кодов цифр в регистр памяти микросхем К176ИД2 или К176ИД3, обычно используемых совместно с К176ИЕ12 и К176ИЕ13. Импульс на выходе К может использоваться для гашения индикаторов во время коррекции показаний часов. Гашение индикаторов необходимо, поскольку в момент коррекции происходит остановка динамической индикации и при отсутствии гашения светится лишь один разряд с увеличенной в четыре раза яркостью.

Страницы:12следующая →
Описание работы
Микросхема К176ИЕ2 (рисунок 1) - пятиразрядный счетчик, который может работать как двоичный в коде 1-2-4-8-16 при подаче лог. 1 на управляющий вход А, или как декада с подключенным к выходу декады триггером при лог. 0 на входе А. Во втором случае код работы счетчика 1-2-4-8-10, общий коэффициент деления 20. Вход R служит для установки триггеров счетчика в 0 подачей на этот вход лог. 1.
Содержание
содержание отсутствует