Тема 1.6 Электронные часы. Электронные часы на микросхемах Издательство Радио и связь, 1985 предисловие
 Скачать 0.82 Mb.
|
Таблица
Питающее устройство обеспечивает работу часов от сети переменного тока 220 В. Оно создает напряжение +9 В для питания микросхем и сеток ламп, а также переменное напряжение 0,85 — 1,5 В для накала катода и ламп индикаторов. Питающее устройство содержит понижающий трансформатор с двумя выходными обмотками, выпрямитель и фильтрующий конденсатор. Трансформатор и выпрямитель использован от питающего устройства ПМ-1, предназначенного для детских электрофицированных игрушек. Дополнительно устанавливается конденсатор С4 и наматывается обмотка для питания накальных цепей катодов ламп. При напряжении накала катода 0,85 В необходимо намотать 17 витков, при напряжении 1,2 В — 24 витка, при напряжении 1,5 В — 30 витков проводом ПЭВ-0,31. Один из выводов соединяется с общим проводом ( — 9 В), второй — с катодами ламп. Последовательное включение катодов ламп не рекомендуется. Конденсатор С4 емкостью 500 мкФ кроме уменьшения пульсаций питающего напряжения позволяет обеспечить работу счетчиков часов (сохранение времени) примерно в течение 1 мин при выключении сети, например, при переносе часов из одной комнаты в другую. Если возможно более длительное выключение напряжения сети, то параллельно конденсатору следует включить батарейку «Крона» или аккумулятор типа 7Д-0Д с номинальным напряжение». 7,5 — 9 В. Конструктивно часы выполнены в виде двух блоков: основного и питающего. Основной блок имеет размеры 115X65X50 мм, питающее устройстве» 80X40X50 мм. Основной блок установлен на подставке от письменного прибора. Электронный секундомер может быть собран по схеме часов, приведенной на рис. 30. Отличие заключается лишь в том, что генератор выдает секундную последовательность импульсов, а также в схеме установки 0. Секундомер может иметь любое число разрядов, но в большинстве применений достаточно до 10 мин, что обеспечивается тремя счетчиками и тремя индикаторами. Принципиальная схема секундомера приведена на рис. 32. Генератор секундной последовательности импульсов выполнен на интегральной микросхеме ИМС1 К176ИЕ5 и кварце на частоту 32768 Гц. Импульсы с периодом следования 1 с подаются через переключатель SIв положении «Пуск» на вход 4 микросхемы ИМС2, которая обеспечивает счет импульсов до десяти и индикацию единиц секунд. Далее производится счет и индикация десятков секунд и единиц секунд и единиц минут (микросхемы ИМСЗ, ИМС4). В положении «Стоп» поступление секундных импульсов на вход ИМС2 прекращается и на индикаторах отображается число секунд и минут, прошедших с момента пуска секундомера. При повторной установке переключателя в положение «Пуск» контактами S2 производится автоматическая установка нуля всех счетчиков схемы секундомера. Для этого на входы установки нуля (вывод 3 микросхемы К176ИЕ5 и выводы 5 микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4) подается импульс сброса, сформированный цепочкой R3, С4, R4. Затем начинается счет секунд. В качестве переключателей S1 и S2 может быть использован сдвоенный тумблер МТДЗ, сдвоенный кнопочный переключатель ПДМ-2-1 или любая кнопка с двумя парами контактов на замыкание. Автомобильные часы могут быть выполнены по аналогичной схеме и будут отличаться лишь типом цифровых индикаторов и питающим устройством. Принципиальная схема автомобильных часов приведена на рис. 33. В простейших автомобильных часах целесообразно применять цифровые индикаторы ИВ-6. Для повышения яркости свечения индикаторов в данной схеме используется все напряжение, создаваемое генератором автомобиля при работающем двигателе (13,2 — 14,2 В), а питание микросхем осуществляется через стабилизатор, обеспечивающий напряжение 9 В. Это потребовало разделения цепей питания микросхем и индикаторов, причем общий провод микросхем не должен соединяться с «массой» автомобиля. Кроме этого, для лучшей различимости цифр желательно часы размещать в глубине приборного щитка автомобиля, чтобы исключить внешнее прямое освещение индикаторов.  Рис. 32. Принципиальная схема электронного секундомера  Рис. 33. Принципиальная схема автомобильных часов В данной схеме питание цепей накала катодов ламп осуществляется от постоянного напряжения бортовой сети автомобиля. Напряжение 1,2 В получается с помощью гасящего резистора сопротивлением 60 Ом. Питание сеток ламп осуществляется параллельно через резистор R8. Напряжение 9 В для питания микросхем создается за счет стабилизатора напряжения VD3, R5, причем общий провод микросхем соединяется с катодом стабилитрона. Остальные элементы (генератор минутных импульсов, установка нуля, установка времени, установка нуля при 24 ч) аналогичны элементам, установленным в часах, приведенных на рис. 31. Конструктивно часы выполнены на плате из фольгированного гетинакса размером 90X50 мм. Цифровые индикаторы установлены перпендикулярно плате. Лампы закрывают плотной черной бумагой с отверстием размером 20Х Х60 мм, чтобы видны были только индицируемые цифры часов. Затем часы устанавливают в щиток автомобиля. В нижней части щитка крепят отдельно кнопки SJи S2, а также тумблер включения индикации S3. Так как при выключенной индикации часы потребляют менее 1 мА, то при регулярной эксплуатации автомобиля (например, летом) целесообразно часы не отключать полностью, а только выключить индикацию. В этом случае время будет сохраняться. 10. ЧАСЫ ПОВЫШЕННОЙ СЛОЖНОСТИ При усложнении схемы простейших часов может быть получен ряд дополнительных функций таймера или будильника, либо новое качество, например повышенная яркость свечения или большие размеры индикатора часов. Таймер. При ведении собраний или в учебном процессе возникает задача-регламентировать время. Эту задачу решает таймер. Он обеспечивает индикацию времени и возможность появления звукового сигнала в заданное время. Таймер рассчитан на отсчет времени в минутах и на возможность установления сигнализации на любое число от 0 до 99 мин. Структурная схема таймера представлена на рис. 34. Таймер состоит из генератора минутной последовательности импульсов и двух трактов по два счетчика и дешифратора (единиц и десятков минут). Один из трактов (верхний на схеме) предназначен для отсчета и индикации времени с помощью семиэле-ментного цифрового индикатора, другой — для установки времени срабатывания звукового сигнала. Принципиальная схема таймера на шести микросхемах представлена на рис. 35. Генератор выполнен на микросхеме ИМС1 К.176ИЕ12 и кварце на частоту 32768 Гц. Импульсы с периодом следования 1 мин снимаются с выхода 10 микросхемы ИМС1 и подаются на счетные входы счетчиков единиц минут (ИМС2 и ИМСЗ). Микросхема К176ИЕ12 создает также колебания частотой следования 1024 и 2 Гц (выводы 11 и 6). Их используют для звуковой сигнализации.  Рис. 34. Структурная схема таймера  Рис. 35. Принципиальная схема таймера на шести микросхемах Тракт отсчета времени выполнен на микросхемах ИМС2 и ИМСЗ К176ИЕ4 и цифровых индикаторах ИВ-11. Тракт звуковой сигнализации выполнен на микросхемах ИМС4 — ИМС6. На микросхемах ИМС4, ИМС5 К176ИЕ8 выполнены счетчики до десяти и дешифраторы двоичного кода в десятичный. Выходы дешифраторов подаются на два десятичных переключателя S2 и S3 установки единиц и десятков минут. Общие выводы переключателей подаются на входы микросхемы ИМС6 К176ЛА8, содержащей два логических элемента 4И-НЕ. На два других входа подаются колебания частотой 1024 и 2 Гц. В-результате при появлении на общих выводах переключателей сигналов логической 1 ( + 9 В) на выходе логического элемента появится прерывистый сигнал с частотой 1024 Гц. Для увеличения громкости звучания сигнала входы и выходы двух логических элементов микросхемы К176ЛА8 объединены. К выходам логических элементов (выводы 1 и 13) подключен микрофонный капсюль типа ТК-47. Установка 0 всех счетчиков таймера осуществляется подачей перепада напряжения от источника питания +9 В с помощью кнопки S1. Питающее устройство должно обеспечить напряжение накала катодов ламп ИВ-11 (1,5 В), а также напряжение +9 В для питания микросхем, сеток и анодов цифровых индикаторов. Может быть использовано питающее устройство для простейших часов (см. § 9). Рассмотрим варианты выполнения таймера с использованием других микросхем. Это целесообразно в связи с тем, что таймер по схеме аналогичен часам с сигнальным устройством (будильником), но только имеет меньшее количество разрядов. Принципиальная схема таймера на девяти микросхемах, но с использованием микросхем К176ИЕ5, К176ИЕ2, К176ИД1 приведена на рис. 36. Генератор минутной последовательности выполнен на микросхемах ИМС1, ИМС2 К176ИЕ5 и кварце на частоту 139810 Гц. Колебания с периодом следования 1 мин снимаются с вывода 4 микросхемы ИМС2. Колебания с частотами следования 270 и 4 Гц для работы звукового сигнала создает микросхема ИМС1 (выводы 1 и 5). В тракте звуковой сигнализации применены микросхемы К176ИЕ2 (счетчик до десяти) и К176ИД1 (дешифратор двоичного кода в десятичный). В остальном схема не отличается от рассмотренной выше.  Рис. 36. Принципиальная схема таймера на девяти микросхемах Микросхема К176ИЕ2 может быть заменена на микросхему К176ИЕ1 (рис. 37). Однако поскольку на данной микросхеме выполнен двоичный счетчик до 32, то для превращения его в десятичный необходима логическая схема 2И. Она выполнена на диодах VD1, VD2 и резисторе R3. Еще два диода (VD3, VD4) требуются для реализации схемы 2ИЛИ, обеспечивающей установку 0 микросхемы К176ИЕ1 (вывод 13) от двух схем: от схемы 2И и от общей системы установки О (S1). Все рассмотренные выше схемы имеют два раздельных тракта отсчета времени — для часов и для сигнального устройства. Можно создать схему таймера, имеющую один тракт отсчета времени — общий для часов и сигнального устройства. В этом случае обычно используется тракт отсчета времени. В связи с тем, что микросхемы КД76ИЕ4, используемые в этом тракте, имеют выходы только в семизначном коде, то для работы сигнального устройства необходимо сделать дешифратор семизначного кода в десятичный или устанавливать нужное время появления звукового сигнала в семизначном коде. Последний вариант не требует дополнительных микросхем, поэтому рассмотрим возможность его реализации. В этом случае установка времени срабатывания сигнального устройства производится с помощью тумблеров, расположенных на наборном поле, выполненном в виде семиэлементного индикатора (рис. 38,6). Для набора любой десятичной цифры устанавливают семь тумблеров, по одному в середине каждого сектора. При необходимости задания определенной цифры она набирается включением тумблеров на сегментах, которые светятся на реальном индикаторе. Остальные тумблеры должны быть выключены. Контакт, который замыкается при включении тумблера, подается на схему совпадения (логический элемент И) рис. 38,а. Она выполнена на 16 диодах и одном резисторе. На 14 диодов подаются выводы от тумблеров, на два — колебания 1024 и 2 Гц от генератора импульсов. Подобная схема совпадения может быть выполнена на двух микросхемах К176ЛИ1. Средние точки тумблеров подключаются к выводам соответствующих сегментов индикаторов. Один из контактов тумблера подключается к диоду схемы совпадения, другой контакт свободный. В зависимости от установленной цифры в схеме совпадения будет использовано от двух (цифра 1) до семи диодов (цифра 8) на каждый индицируемый разряд. Остальные диоды будут отключены. На выходе схемы И появится прерывистый сигнал частотой 1024 Гц только тогда, когда на всех диодах, подключенных к сегментам индикатора, будет положительное напряжение. Для получения большей громкости звучания используется транзистор VT1 типа КТ315Г. Может быть применен любой другой транзистор типа n-р-n.  Рис. 37. Принципиальная схема таймера с использованием микросхем К176ИЕ1  Рис. 38. Таймер на трех микросхемах: а — принципиальная схема, б — вид наборного поля Часы с сигнальным устройством. Принципиальная схема часов приведена на рис. 39. Схема часов выполнена по обычной схеме на интегральных микросхемах ИМС1 — ИМС5. Сигнальное устройство содержит три микросхемы ИМС6, ИМС7 К176ИЕ8 (счетчики до десяти с десятичными дешифраторами) и ИМС8 К176ЛА8 (две логические схемы 4И-НЕ). Оно позволяет устанавливать время сигнализации с дискретностью 10 мин с помощью десятичных переключателей S2 — S4 МПН-1 или любого другого типа. Звучание сигнала с частотой 1024 Гц обеспечивает микрофонный капсюль типа ТК-47, можно использовать и другие малогабаритные излучатели типа ЗП-1, ДЭМШ. Выключение сигнала производится тумблером S5. Данное устройство работает следующим образом. Вначале производится установка всех счетчиков часов и сигнального устройства в нулевое состояние кнопкой S1. Схема установки 0 по сравнению со схемой часов имеет некоторые особенности. В связи с тем, что микросхемы ИМС4 и ИМС5 должны устанавливаться в нулевое состояние от двух источников (S1 и схемы 2И на диодах VD2, VD3 и резисторе R4 при достижении 24 ч), то эти источники подсоединяются через логический элемент 2ИЛИ (диоды VD1 и VD4). Аналогичный элемент 2ИЛИ применен в микросхеме ИМС6 для установки ее в нулевое состояние от S1 и при появлении сигнала на выводе 5 (соответствующем 60 мин).  Рис. 39. Принципиальная схема часов с сигнальным устройством Затем импульсами с частотой следования 2 Гц нажатием кнопки S6 устанавливается необходимое время с дискретностью 10 мин. Время включения звукового сигнала устанавливается переключателями S2 — S4. Подвижные контакты этих переключателей подаются на схему совпадения 4И-НЕ. На четвертый вход этой схемы поступают импульсы с частотой следования 1024 Гц. Установка десятков часов осуществляется без использования микросхемы К176ИЕ8. Десятки часов могут принимать значения 0, 1, 2. Однозначное опознавание 0 и 2 возможно по сегментам а и г цифрового индикатора. Они непосредственно подключаются к соответствующим контактам переключателя S4. Опознавание цифры 1 возможно по отсутствию сигнала на одном из сегментов б, д, ж. Так как схема совпадения срабатывает при появлении на всех ее входах логической 1, то для опознавания цифры 1 приходится инвертировать сигнал с одного из указанных сегментов (в данной схеме используется сегмент б). Инверсия осуществляется инвертором, выполненном на втором логическом элементе 4И-НЕ (его входы соединены между собой) микросхемы К176ЛА8. Выход логического элемента (вывод 13) подается на контакт 1 переключателя S4. Возможно выполнение часов с сигнальным устройством на других микросхемах серии К176. Эти варианты рассмотрены на примере схемы таймера. Часы с индикаторами больших размеров. При конструировании электронных часов для больших помещений (коридоры, большие аудитории, цеха) возникает проблема создания индикаторов увеличенных размеров. Простейшим и наиболее экономичным является крупногабаритный индикатор на основе неоновых или люминесцентных сигнальных ламп типа ТН или ТЛ. Используя эти лампы, можно создавать самые различные по размерам и конфигурации знаков индикаторы с различным цветом свечения (оранжевым, красным, зеленым, желтым, голубым). По форме каждый знак выполняется в виде обычного семисегментного индикатора типа ИВ-11, что позволяет проще согласовывать индикатор с микросхемами серии К176. В каждом сегменте индикатора размещается от трех до 12 ламп в один или два ряда. На рис. 40 представлен один из возможных вариантов крупногабаритного индикатора с высотой цифр 170 мм и четырьмя лампочками ТН-0,2-2 в каждом сегменте. Всего для создания четырех цифр и мигающего тире потребовалось 114 лампочек. Индикатор выполнен в деревянном корпусе размером 350X750X150 мм. Лампочки устанавливают в листе пенопласта толщиной 10 — 12 мм. Наружную поверхность индикатора для повышения контрастности покрывают бумагой или другим материалом черного цвета. Внутри каркаса устанавливают плату часов, питающее устройство и транзисторы схемы согласования. Часы могут быть выполнены по любой схеме, например приведенной на рис. 31.  Рис. 40. Внешний вид крупногабаритного индикатора  Рис. 41. Схема управления крупногабаритным индикатором Схема согласования слаботочных выходов интегральных микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4 с сегментами индикаторов, выполненных на лампах типа . ТН или ТЛ, приведена на рис. 41. Напряжение питания ламп 120 В, потребляемый ток 1 — 2 мА на сегмент. Для согласования используется ключ, выполнен- : ный на транзисторе типа П-309. Последовательно с каждой неоновой лампой должен быть включен ограничивающий резистор сопротивлением 90 — 130 кОм. Всего для создания индикатора требуется 29 транзисторов. Число транзисторов может быть уменьшено до 25, если объединить некоторые сегменты в цифрах десятков часов и в десятках минут. Максимально допустимый ток через коллектор транзистора П-,309 30 мА. Вместо этого транзистора может быть использован транзистор КТ605, а также набор высоковольтных транзисторов d микросхемном исполнении 1НТ661. Транзисторы этой микросхемы допускают напряжение источника питания до 250 В при токе до 5 мА. Индикаторы, в которых знаки десятичных цифр синтезируются семью сегментами, обладают одним недостатком — цифры имеют прямоугольную форму. В данном индикаторе этот недостаток частично компенсируется за счет размещения ламп в сегментах таким образом, чтобы в точках пересечения сегментов ламп не было. Можно обеспечить большее скругление знаков за счет специальной схемы, обеспечивающей зажигание ближней лампы в соседнем сегменте.  Рис. 42. Форма «скругленных» цифр крупногабаритного индикатора Ори этом возможны два варианта: скругляются левые (верхние и нижние) края цифр или левые и правые края цифр. В первом случае дополнительно включается одна или две лампы, во втором — две или четыре. Для получения нужного эффекта соответственно требуется две или четыре дополнительных схемы. В большинстве случаев достаточно скруглять цифры только слева. Форма цифр в этом случае имеет вид, показанный на рис. 42. Схема скругления для одной дополнительной лампы представляет логическую схему 2И, выполненную на диодах КД105 (Д226). Могут быть использованы любые другие диоды, имеющие обратное напряжение пробоя не менее 120 В, а допустимый ток — 1 мА. Полная схема управления одной цифрой со скруглением краев слева приведена на рис. 43. Часы с индикацией на одной лампе. Для микросхем серии К176 нагрузка в виде цифровых индикаторов типа ИВ-11, ИВ-12, ИВ-22 является предельно допустимой. Поэтому, если необходимо обеспечить от одних часов работу нескольких индикаторов, расположенных в разных местах, то можно использовать динамическую индикацию. В этом случае каждый цифровой индикатор подключается к дешифратору на определенный промежуток времени. Если частота подключения каждого индикатора более 25 Гц, то периоды выключения не заметны. Поскольку микросхемы работают в импульсном режиме, то нагрузка может быть увеличена до двух индикаторов, включенных параллельно. В данном варианте часов динамическая индикация применена с целью уменьшения числа ламп в индикаторе до одной, что позволяет создать малогабаритный индикатор, поместив его в фонарик или в игрушку, висящую на стене. Кроме того, такая схема позволяет иметь до восьми индикаторов, работающих от одних часов. Индикация четырех цифр (часы и минуты) производится последовательно во времени. Вначале идет пауза (индикатор гаснет), затем высвечивается цифра десятков часов (например, 1), единиц часов (2), десятков минут (4) и единиц минут (5). В результате получается число 1245. Каждая цифра высвечивается 1 с, весь цикл индикации занимает 5 с. Для опознания минут можно сделать индивидуальную «подкраску» с помощью высвечивания точки цифрового индикатора. Это в ряде случаев может уменьшить период отсчета времени. Структурная схема часов с индикацией на одной лампе представлена на рис. 44. Они состоят из элементов обычных часов (без индикатора), распределителя импульсов, коммутатора и цифрового индикатора. Для обычных часоз может быть использована любая схема, например приведенная на рис. 31. Распределитель импульсов предназначен для создания четырех импульсов, сдвинутых по времени на 1с. Импульсы управляют коммутатором. Принципиальная ехема распределителя импульсов представлена на рис. 45. Схема имеет пять Д-триггеров, соединенных в кольцевой регистр. С помощью кнопки S1 первый триггер устанавливается в состояние логической 1, остальные — в 0. При подаче тактовых импульсов на входы С состояние 1 устанавливается последовательно во втором, третьем, четвертом, пятом, первом триггерах. Цикл непрерывно повторяется. С прямых выходов первых четырех триггеров импульсы подаются на коммутатор. Пятый триггер обеспечивает паузу в индикации. Распределитель выполнен на трех микросхемах R176TM2. Коммутатор предназначен для подключения семи элементов цифрового индикатора последовательно к одному из четырех дешифраторов схемы часов. Рассмотрим коммутацию одного из элементов индикатора, например элемента «а». В обычных часах он соединяется с выходом 9 микросхем К175ИЕЗ или К176ИЕ4.  Рис. 43. Схема управления индикатором с «округлением» цифр  Рис. 44. Структурная схема часов с индикацией на одной лампе  Рис. 45. Принципиальная схема распределителя импульсов В данной схеме он соединяется последовательно с одной из четырех этих микросхем с помощью коммутатора. Принципиальная схема коммутатора для одного элемента цифрового индикатора приведена на рис. 46. Он состоит из четырех логических элементов 2И-НЕ и одного 4И-НЕ (микросхемы К176ЛА7 и К176ЛА8). На один из входов элемента 2И-НЕ подается напряжение с вывода 9 -соответствующей микросхемы часов. На второй вход подается разрешающий импульс от распределителя импульсов. Затем выходы всех четырех элементов подаются на объединяющий элемент 4И-НЕ, а с его выхода — на сегмент «а» индикатора. Так как от распределителя подается только один импульс, то возможна индикация информации только с одного дешифратора. Весь коммутатор содержит семь таких схем, т. е. требуется 28 элементов 2И-НЕ и семь элементов 4И-НЕ. Однако число элементов 2И-НЕ можно уменьшить до 24 путем объединения нескольких входов элементов 4И-НЕ при отображении цифр десятков часов и десятков минут. Соответствующие выходы микросхемы К176ИЕЗ не используются. В микросхеме десятков часов не используются выходы 10, 12, 13, а в микросхеме десятков минут — выход 12. Так как микросхемы К176ЛА7 содержат четыре элемента 2И-НЕ, а микросхема К176ЛА8 — два элемента 4И — НЕ, то весь коммутатор может быть выполнен на шести микросхемах, а все часы — на 14 микросхемах.  Рис. 46. Принципиальная схема коммутатора  Рис. 47. Принципиальная схема часов «Электроника 2-05» При отключении индикатора схема потребляет около 1 мА от источника напряжения 9 В, при подключенном индикаторе — около 1 Вт. Для подключения еще двух индикаторов необходимо иметь второй аналогичный коммутатор и распределитель импульсов. 11. СХЕМЫ СЕРИЙНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ В настоящее время электронная промышленность выпускает значительное количество настольных и автомобильных часов, различных по схемам, используемым индикаторам и конструктивному оформлению. Некоторое представление о серийно выпускаемых часах дает табл. 2. Рассмотрим особенности серийных решений некоторых из указанных часов. «Электроника 2-05» — настольные часы, показывающие часы и минуты с возможностью выдачи звукового сигнала. Принципиальная схема часов приведена на рис. 47. Она содержит 11 микросхем серии К176 и четыре микросхемы-серии К161, один транзистор и 38 других дискретных элементов. В индикаторе используются четыре лампы ИВ-12 и одна лампа ИВ-1 (для мигающего тире). Таблица 2
Схема часов выполнена на микросхемах ИМС4, ИМС8, ИМС11 и отличается от обычной схемы двумя особенностями. Первая заключается в том, что выходы дешифраторов микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4 соединяются с сегментами-индикаторов через транзисторные ключи (микросхемы К161КН1). Это позволяет подавать на цифровые индикаторы напряжение 25 В, чем обеспечивается, более высокая яркость их свечения. Каждая микросхема К161КН1 имеет семь ключей. В часах использованы четыре таких микросхемы: 23 ключа коммутируют сигналы дешифраторов, один ключ — сигнал частотой 1 Гц (мигающее тире), один — сетку индикатора десятков часов (для выключения при индикации-цифры 0), один — для усиления сигнала 1024 Гц, подаваемого на динамическую-головку будильника, один — для развязки сигнала частотой следования 1 мин,, подаваемого на контрольные выводы, один ключ — резервный. Вторая особенность — система начальной установки времени часов. Для установки времени используется схема сигнального устройства. Переключатели1 S2 — S5 ставятся в положения, соответствующие требуемому времени, например-1200. По сигналу точного времени нажимается кнопка S7 «Запись». При этом. все счетчики, в том числе сигнального устройства, устанавливаются в нулевое-состояние с помощью логических элементов 2И-НЕ ИМС7.1, ИМС7.2. После этого на схему часов вместо сигнала с частотой 1/60 Гц подается сигнал с частотой 32768 Гц. Даже при кратковременном нажатии кнопки S7 счетчики; успевают «записать» нужное число, после чего срабатывает схема совпадения сигнального устройства (диоды VD7 — VD10 и логический элемент 2ИЛИ-НЕ. ИМС5.2), которая прекращает поступление сигнала частотой 32768 Гц через логический элемент 2И-НЕ ИМС6.4. На счетчики часов и сигнального устройства будет в дальнейшем поступать сигнал с частотой 1/60 Гц (через элемент 2ИЛИ-НЕ ИМС6.1). При включении питания все счетчики часов и сигнального устройства устанавливаются в нуль с помощью схемы, собранной на транзисторе VT1. При появлении напряжения на коллекторе транзистора и отсутствии напряжения на конденсаторе СЗ транзистор закроется. На выходе логического элемента 2И-НЕ ИМС7.2 появится положительный потенциал, который установит в 0 делители микросхемы К176ИЕ12. Одновременно через элемент 2И-НЕ ИМС7.1 установятся в 0 счетчики часов и сигнального устройства. При заряде конденсатора СЗ через резистор R7 транзистор откроется, на обоих входах элемента-ИМС7.2 появится положительный потенциал, а на выходе сигнал логического 0. Счетчики начнут работать. Сигнальное устройство состоит из счетчиков часов и минут, переключателей-установки времени 52- — S5, схем совпадения и звуковой сигнализации. Работа всех элементов сигнального устройства данных часов рассмотрена в § 7. Питающее устройство состоит из сетевого трансформатора Т, обеспечивающего переменное напряжение 1,2 В для питания цепей накала катодов ламп, а также напряжение 30 В для питания остальных элементов часов. После выпрямления диодом VD3 получается постоянное напряжение — 25 В, подаваемое-на катоды ламп. С помощью переключателя «Яркость» можно изменять яркость свечения индикаторов. Из напряжения +25 В с помощью резистора R4 и стабилитрона VD5 создается напряжение +9 В для питания микросхем. Для обеспечения работы основной схемы часов при пропадании сети предусмотрено включение батареи G напряжением 6 — 9 В. Мощность, потребляемая часами, около 6 Вт. «Электроника 2-06» — часы настольного типа с сигнальным устройством.  Рис. 48. Принципиальная схема часов «Электроника 2-06» Принципиальная схема часов приведена на рис. 48. Она содержит три микросхемы повышенного уровня интеграции серии К176, два транзистора и 36 других дискретных элементов. Индикатор — - плоский многоразрядный, катодолю-мннесцентный, с динамической индикацией ИВ Л1-7/5. Он имеет четыре цифры высотой 21 мм и две разделительные точки, расположенные вертикально. Генератор секундных и минутных импульсов выполнен на микросхеме -ИМС1 К176ИЕ18. Кроме того, эта микросхема создает импульсы частотой следования 1024 Гц (вывод 11), используемые для работы сигнального устройства. Для создания прерывистого сигнала используются импульсы частотой следования 2 Гц (вывод 6). Частота 1 Гц (вывод 4) создает эффект «мигания» разделительных точек. Импульсы частотой следования 128 Гц, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 4 мс (выводы 1, 2, 3, 15) подаются на сетки четырех цифр индикатора, обеспечивая их последовательное свечение. Коммутация соответствующих счетчиков минут и часов осуществляется частотой 1024 Гц (вывод 11). Каждый импульс, подаваемый на сетки индикатора, равен по длительности двум периодам частоты 1024 Гц, т. е. сигнал, подаваемый на сетку со счетчиков, будет дважды включен и выключен. Таким подбором частоты синфазных импульсов обеспечивается два эффекта: динамическая индикация и импульсная работа дешифратора и индикатора. Принцип динамической индикации подробнее рассмотрен в § 1. Интегральная микросхема ИМС2 К176ИЕ13 содержит счетчики минут и. часов основных часов, счетчики минут и часов для установки времени сигнального устройства, а также коммутаторы для переключения входов и выходов» этих счетчиков. Выходы счетчиков через коммутатор подключаются к дешифратору двоичного кода в семиэлементный код индикатора. Этот дешифратор выполнен на микросхеме ИМСЗ К176ИДЗ. Выходы дешифратора подсоединяются к соответствующим сегментам всех четырех цифр параллельно. При отжатой кнопке S2 «Звонок» индикатор подключен к счетчикам часов (для опознавания этого режима точка мигает с частотой 1 Гц). Нажав кнопку S6 «Корр.», производят установку счетчиков часов (микросхема К176ИЕ13) и делителей генератора минутной последовательности импульсов (микросхема К176ИЕ18) в нулевое состояние. После отпускания кнопки S6 часы будут работать как обычно. Затем нажатием кнопок S3 «Мин» и S4 «Час» производят установку минут и часов текущего времени. В данном режиме возможно включение звукового сигнала. При нажатой кнопке S2 «Звонок» к дешифратору и индикатору подключаются счетчики сигнального устройства. В этом режиме также высвечивается четыре цифры, но мигающие точки гаснут. Нажав кнопку S5 «Буд» и удерживая ее, нажимают последовательно на кнопки S3 «Мин» и S4 «Час», устанавливают необходимое время срабатывания сигнального устройства, наблюдая за показаниями индикатора. Схема часов позволяет устанавливать пониженную яркость свечения индикаторов с помощью кнопки S1 «Яркость». Однако при этом следует помнить,, что при пониженной яркости (кнопка S1 нажата) включение звукового сигнала, а также установка времени часов и сигнального устройства невозможны. Блок питания БП6-1-1 содержит сетевой трансформатор Т, создающий напряжение 5 В (со средней точкой) для питания накала катода индикатора и-напряжение 30 В для питания остальных цепей индикатора и микросхем. Напряжение 30 В выпрямляется кольцевой схемой на четырех диодах (УД 10 — VD13), а затем с помощью стабилизатора на стабилитроне VD16 относительно» корпуса создается напряжение +9 В для питания микросхем, а с помощью стабилизатора на стабилитронах VD14, VD15 и транзистора VT2 — напряжение +25 В (относительно катода) для питания сеток и анодов индикаторов. Мощность, потребляемая часами, не более 5 Вт. Предусмотрено подключение резера-ного питания для сохранения времени часов при выключении сети. Может быть-использована любая батарея напряжением 6 В. Автомобильные часы «Электроника-12». Часы позволяют определять время с точностью до 1 мин, изменять яркость свечения индикаторов, а также-выключать индикацию при длительной стоянке. Схема часов выполнена на восьми микросхемах и 29 транзисторах (рис. 49).  Рис. 49. Принципиальная схема автомобильных часов «Электроника-12»Генератор секундных импульсов выполнен на интегральной микросхеме-ИМС1 и кварце на частоту 32768 Гц. Импульсы частотой следования 1 Гц используются для получения минутных импульсов, обеспечения работы «мигающей» точки, а также для установки времени. Для получения минутных импульсов применяют микросхемы ИМС2„ ИМСЗ. Далее, с помощью микросхем ИМС4-ИМС7 производится счет минут и часов. Выходы дешифраторов этих микросхем через транзисторы VT1 — VT25 подаются на светодиоды цифровых индикаторов. Транзисторы необходимы для согласования слаботочных выходов дешифраторов микросхем К176ИЕЗ,. К176ИЕ4 со светодиодами, требующими для получения нормальной яркости свечения тока около 20 мА. Установка минут осуществляется подачей секундных импульсов на вход 4 микросхемы ИМС4 через контакты кнопки S3, установка часов — подачей секундных импульсов на вход 4 микросхемы ИМС6 с помощью кнопки S2. Установка состояния 0 делителей и счетчиков микросхем ИМС1 — ИМС5 осуществляется с помощью кнопки S4. В этом случае подвижный контакт кнопки подключается к корпусу, что соответствует подаче на вход 8 логического элемента-ЗИ-НЕ (микросхема ИМС8 К176ЛА9) логического 0. Так как на два других входа 1 и 2 через резистор R62 подается положительное напряжение источника питания, то на выходе 9 логического элемента появится положительный перепад, который произведет установку делителей и счетчиков в 0. Остальное время на выходе логического элемента будет напряжение, близкое к 0 В, что обеспечит нормальную работу микросхем. Для установки счетчиков часов в состояние 0 при достижении числа 24 используются две другие логические схемы ЗИ-НЕ микросхемы ИМС8. Выводы 3 микросхемы ИМС6 и ИМС7 подаются на входы 3 и 5 логического элемента. На третий вход 4 постоянно поступают импульсы частотой следования 1 Гц. Так как логический элемент производит инверсию входных сигналов, то для получения положительного управляющего импульса используется второй логический элемент ЗИ-НЕ. На один его вход (11) подаются импульсы с выхода & первого логического элемента, а на два других (12 и 13) — положительное напряжение через резистор R61. Поэтому на выходе 9 появятся секундные импульсы только в том случае, когда на выходах 3 микросхем ИМС6, ИМСТ будет положительное напряжение, что соответствует числу 24. Питание светодиодов, а через них транзисторных ключей, осуществляется: через транзистор VT29. В его базу включен переключатель S5 «Яркость». Если подвижный контакт 2 переключателя замкнут с контактом 1, то на базу транзистора подается напряжение +8,5 В, транзистор будет открыт, на его эмиттере по отношению к корпусу будет напряжение +7,9 В, что обеспечит максимальную яркость свечения светодиодоз. Для уменьшения яркости (что увеличивает срок службы индикаторов) переключатель ставится в другое положение. На базу транзистора VT29 через резистор R65 подается напряжение около 7 В,, что приведет к уменьшению выходного напряжения до 6,5 В и снижения яркости свечения индикаторов. Для выключения индикации переключателем S1 на эмиттеры транзисторе» VT1 — VT27 подается корпус вместо положительного напряжения, поступавшего через резистор R64. Это приведет к запиранию всех транзисторов и выключению индикатора. Питание часов осуществляется от бортовой сети автомобиля, напряжение-которой может изменяться от 12,6 до 14,2 В. Поэтому питание микросхем производится через стабилизатор напряжения, выполненный на стабилитроне VD1 и транзисторе VT28. Выходное напряжение +8,5 В. Мощность, потребляемая часами при максимальной яркости свечения индикаторов, составляет около 10 Вт. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||