Цифровые часы на микросхемах HCF4521, HCF4026BEY
Лет 25 тому назад простые цифровые часы на «россыпи» делали используя специализированные микросхемы серии К176. Даже продавались наборы -конструкторы для сборки часов со статической индикацией, обычно, на микросхемах К176ИЕ5, К176ИЕЗ, К176ИЕ4. Сейчас эти микросхемы уже давно не производят, хотя их еще можно встретить в магазинах или на рынках (обычно производства 90-х годов).
В то же время, на наш рынок активно продвигается элементная база зарубежного производства, например, уже широко известный в России китайский «интернет-посылторг» ru.aliexpress.com продает с доставкой по почте практически любые микросхемы.
Правда, «К176» вы там не найдете, но там есть HCF4521 и HCF4526BEY (или их аналоги CD4521 и CD4526, соответственно). Ну, что же, если нужны «часики на россыпи» можно их собрать и на такой «экзотической» в наших краях, элементной базе.
Схема электронных часов
Здесь показано как на этой элементной базе можно сделать электронные цифровые часы со статической индикацией, показывающие время в часах и минутах (без секундных разрядов).
Источником питания схемы часов служит сетевой адаптер от телеигровой приставки типа «Денди» (9V / 350mA), или любой другой аналогичный.
Рис. 1. Принципиальная схема электронных цифровых часов на микросхемах HCF4521, HCF4026BEY.
Управление часами осуществляется тремя кнопками - «0» (установка всех разрядов в ноль), «М» (установка значения минут), «Ч» (установка значения часов). Еще есть выключатель питания.
Часы четырехразрядные (Н1-Н2 - минуты, НЗ-Н4 - часы). Период 24-х часовой. Функционально схема не представляет ничего особенного, - кварцевый генератор и набор счетчиков.
Кварцевый генератор, формирующий импульсы периодом в одну минуту выполнен на микросхеме D1 - HCF4521. Данная микросхема содержит 24-разряд-ный счетчик и логические элементы для построения RC или кварцевого мультивибратора. В данном случае используется кварцевая схема. Резонатор Q1 выбран на частоту 32768 Гц.
С помощью диодов VD1-VD4 и резистора R1 установлен коэффициент деления счетчика 1966080 при делении на который, это дает импульсы с периодом в 1 минуту.
К сожалению, микросхема HCF4521 не имеет выводов от разрядов младше Q18, и получить импульсы частотой 1-2 Гц для установки времени не получится. Ну нет, так нет, импульсы такой частоты можно взять от мигающего светодиода HL1 (здесь годится любой красный мигающий светодиод).
Импульсы периодом в одну минуту поступают на счетчик минут на двух микросхемах D2 и D3. На D2 собран разряд единиц минут, он особенностей не имеет. Но счет разряда десятков на D3 нужно ограничить до 6-ти.
То есть, при поступлении 6-го импульса на вход «С» D3, он должен обнуляться. В схеме HCF4026BEY нет никаких специальных средств для ограничения счета. Поэтому, циферка «6» распознается по уровням на сегментных выходах микросхемы.
При начале счета от нуля первая цифра, у которой задействованы сразу сегменты «Е», «F» и «G» является цифра «6». Пока счетчик считает от нуля хотя бы один из диодов VD6-VD8 открыт и на выводе 15 D3 удерживается ноль. Но с приходом 6-го импульса все три диода оказываются закрытыми.
Через R7 на вывод 15 D3 поступает напряжение логической единицы и счетчик обнуляется. Несмотря на ограничение счета выход переноса (вывод 5) D3 работает нормально, так как уровень здесь меняется с поступлением пятого входного импульса, а завершается импульс переноса с обнулением.
Схема отсчета часов выполнена на D4 и D5. Здесь требуется ограничение до 24-х. То есть, с поступлением на эту схему 24-го импульса оба счетчика D4 и D5 должны обнуляться. Таким образом, схема ограничения счета охватывает оба счетчика. До тех пор, пока идет счет до 24-х схема работает как обычно. D4 отсчитывает единицы часов, а D5 - десятки.
Схема ограничения счета построена на диодах VD10-VD12. До числа «24» хотя бы один из этих диодов открыт и шунтирует входы «R» обоих счетчиков, удерживая на них напряжение логического нуля.
Цифра «4» в разряде единиц часов определяется по наличию логических единиц на сегментах «F» и «*». Эти сегменты одновременно при счете от «О» до «4» появляются, начиная с числа «4». Они имеются вместе так же и в других числах, - «5», «6», «8», «9», но это уже значения не имеет.
Цифра «2» в разряде десятков часов определяется по наличию логической единицы в сегменте «G». При счете от «О» до «2» единица в сегменте «G» начинает появляться с цифры «2». Она так же имеется в других цифрах больше 2-х, но это уже значения не имеет, так отсчет начинается с нуля.
Таким образом, пока счетчики D4 и D5 считают до 24-х хотя бы один из диодов VD10-VD12 остается открытым. Но, когда счет достигает числа «24» (D4 в положении «4», D5 в положении «2», одновременно), все диоды VD10-VD12 оказываются закрытыми. Они больше не шунтируют соединенные вместе выводы 15 D4 и D5 и на эти выводы через R9 (и R8) поступает напряжение уровня логической единицы. Происходит обнуление счетчика часов.
Иванов А. РК-2016-05.