CMOS სიხშირის საზომი: 3 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:15

ეს არის სახელმძღვანელო PDF ფაილებით და ფოტოებით, თუ როგორ შევადგინე ჩემი სიხშირის მრიცხველი დისკრეტული ლოგიკის გასართობად. მე არ შევალ დეტალურად იმის შესახებ, თუ როგორ გავაკეთე მიკროსქემის ღორები ან როგორ გავამაგრე იგი, მაგრამ სქემები დამზადებულია KICAD– ში, რომელიც არის უფასო პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ გააკეთოთ თქვენი პროექტები პროფესიონალური კლასის PCB– ზე. მოგერიდებათ დააკოპირეთ ან გამოიყენეთ ეს ინფორმაცია, როგორც საცნობარო სახელმძღვანელო. ეს არის კარგი სასწავლო სავარჯიშო, აღმოვაჩინე, რომ ეს იყო საინტერესო მოგზაურობა და ამავე დროს თავის ტკივილი, მაგრამ ეს პროექტი იყენებს ბევრ უნარ -ჩვევას ციფრული დიზაინის ძირითად კურსში. ეს ალბათ შეიძლება გაკეთდეს ერთი მიკროკონტროლით და რამდენიმე გარე ნაწილით. მაგრამ რა არის ამაში სახალისო ჰაჰა!

ნაბიჯი 1: სიხშირის მრიცხველის შექმნა დისკრეტული CMOS ლოგიკური ჩიპების გამოყენებით

შესავლის სახით, მე შევიმუშავე, შევიყვანე და გამოვცადე ეს წრე. მე გავაკეთე სამუშაოების უმეტესობა NI multisim– ში და გამოვიყენე სიმულაციები მოდულების უმეტესობის შესაქმნელად. მულტისიმზე ტესტირების შემდეგ, მე შევქმენი საცდელი წრე ნაწილებად პურის დაფაზე, ეს იყო დარწმუნებული, რომ თითოეული ნაწილი სწორად მუშაობდა, ეს იყო ნამდვილი თავის ტკივილი და თითქმის ერთი კვირა დამჭირდა პირველი სრული ვერსიის გასაშვებად. მომდევნო ეტაპზე მე ჩავრთავ BOM (მასალების ბიულეტენი) და დიზაინის ბლოკ დიაგრამას, შემდეგ კი დეტალურად განვიხილავ, თუ როგორ არის შედგენილი. მე არ გამომიყენებია რაიმე სქემა ამის გასაკეთებლად, მე უბრალოდ წავიკითხე ჩიპსეტების მონაცემთა ფურცლები და გავუშვი სიმულაციები და შევამოწმე თითოეული ჩიპი სათანადო ფუნქციისთვის. ეს პროექტი შეიცავს 4 ძირითად კონცეფციას, რომლებიც ყველა ერთმანეთთან არის დაკავშირებული საბოლოო შეკრებაში, რომელიც გამოიკვეთება ბლოკ დიაგრამებში. მე გამოვიყენე ეს ბლოკები იმის აღსაწერად, თუ როგორ იქნებოდა ეს ყველაფერი ორგანიზებული და შემუშავებული.

1. Pierce oscillator circuit with xtal (crystal) oscillating at 37.788 kHz is fed into CD4060B (14-stage ripple carry binary counter and frequency divider), ეს იწვევს 2Hz სიგნალს. ეს სიგნალი იგზავნება JK ფლიპ ფლოპში, რომელიც კონფიგურირებულია გადართვის რეჟიმში. ეს შეამცირებს მას 1 ჰც კვადრატულ ტალღამდე. სიგნალი იგზავნება კიდევ ერთ JK ფლიპ ფლოპზე და იყოფა 0.5 ჰც -მდე (1 წამი 1 წამის გამორთვით). ეს იქნება ზუსტი დროის საფუძველი, რომ შევქმნათ ჩვენი ჩართვის საათი, რათა "დავჭრათ" შემომავალი სიხშირის ერთი მეორე ნიმუში. ეს არის არსებითად იმპულსების ნაჭერი, რომელიც უნდა დაითვალოს ერთი წამის ხანგრძლივობით.
2. ათწლეულის სინქრონული მრიცხველი მათი ორი ძირითადი კონცეფციაა იმის გასაგებად, თუ როგორ ხდება შემომავალი სიხშირის დათვლა. შემომავალი სიგნალი უნდა იყოს კვადრატული ტალღა და ასევე თავსებადი ჩიპების ლოგიკურ დონესთან. მე გამოვიყენე ფუნქციის გენერატორი ჩემს ლაბორატორიულ სკამზე, მაგრამ ის შეიძლება აშენდეს 555 ტაიმერით და JK ან D ფლიპ ფლოპით, კონფიგურირებული როგორც სიხშირის გამყოფი. მეორე კონცეფცია იყენებს 0.5Hz სიგნალს, რათა გაზომილი პულსი შეძლოს AND კარიბჭედან გასვლა ერთი მეორე ინტერვალით. და დაბლოკვა, როდესაც ის ლოგიკურად დაბალი მიდის. ეს პულსი გამოდის AND კარიბჭედან და შედის ათწლეულის მრიცხველებში პარალელურ საათზე. მრიცხველები ფუნქციონირებენ როგორც სინქრონული მრიცხველები და იყენებს CD4029– ის მონაცემთა ცხრილში აღწერილ შესრულებას და ფუნქციებს.
3. გადატვირთვა წრე საჭიროებს გადატვირთვას ყოველ 2 წამში სიხშირის ასამოწმებლად და ეკრანზე არ მიიღებს დამატებით კითხვას. ჩვენ გვინდა, რომ მრიცხველები ნულამდე დააბრუნოს, სანამ შემდეგი ნაჭერი შემოვა, ან ის დაამატებს წინა მნიშვნელობას. რაც არც ისე საინტერესოა! ჩვენ ამას ვაკეთებთ D ფლიპ ფლოპის გამოყენებით, რომელიც სადენიანი იქნება უკან დასაბრუნებლად და ჩვენ ვათავსებთ 0.5 Hz სიგნალს საათში, რომელიც ჩადებულია წინასწარ დაყენებულ ათწლეულის მრიცხველების ჩართვის ქინძისთავებში. ეს ადგენს ყველა მრიცხველს ნულამდე ორი წამის განმავლობაში და შემდეგ მაღლა იწევს 2 წამის განმავლობაში. მარტივი, მაგრამ ეფექტური არა, ეს ასევე შეიძლება გაკეთდეს JK ფლიპ ფლოპით, მაგრამ მე მიყვარს ორივეს ერთი და იგივე საქმის კეთების ჩვენება. ეს ყველაფერი გასართობად და თვით სწავლისთვისაა, ასე რომ მოგერიდებათ გადახრა!
4. LED სეგმენტები საუკეთესო ნაწილი ინახება ბოლომდე! კლასიკური 7 სეგმენტის ეკრანი და დრაივერის ჩიპები მე გირჩევთ, რომ შეიმუშაოთ ეს 7 სეგმენტის ეკრანისა და დრაივერის ჩიპის მონაცემთა ფურცლის გარშემო. თქვენ დიდი ყურადღება უნდა მიაქციოთ განსხვავებას საერთო კათოდსა ან ანოდს შორის. ჩიპი, რომელიც მე გამოვიყენე, უნდა იყოს მაღალი ან დაბალი, იმისდა მიხედვით, თუ რომელი LED- ები ირჩევთ თქვენს გამოყენებას და როგორც კარგი პრაქტიკა 220 ოჰმეტიანი რეზისტორები გამოიყენება დენის შეზღუდვისათვის, არსებობს გარკვეული მოქნილობა, ყოველთვის უკეთესია მონაცემების ფურცლის მითითება. ჭკვიანი პასუხები ყველა დევს მონაცემთა ცხრილში. ეჭვის შემთხვევაში წაიკითხეთ რაც შეიძლება მეტი.

ნაბიჯი 2: ბლოკირების დიაგრამა

ეს შემდეგი ნაწილი მხოლოდ ბლოკის დიაგრამის ვიზუალია. კარგი იდეაა შევხედოთ ამას, როდესაც თქვენ რაღაცას ქმნით პრობლემის ნაწილებად დაჭრისთვის.

ნაბიჯი 3: დროის ბაზა და სქემა

o- სფერო გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა გამოიყურებოდეს გამომავალი დროის ბაზასთან შედარებით.

ეს წრე იყენებს cd 4060 სადენს, როგორც ნაჩვენებია სურათზე, მიმართეთ PDF– ს სრული სურათისთვის

ჩიპების გამოყენება ამ წრეშია

• 3X CD4029
• 1X CD4081
• 1X CD4013
• 1X CD4060
• 1X CD4027
• 3X CD4543
• 21 X 220 ohm რეზისტენტები
• 3 X 7 SEGEMNT LED ეკრანები
• 37.788 KHZ კრისტალი
• 330K OHM რეზისტორი
• 15M OHM რეზისტორი
• 18x 10K 8 PIN RESITOR NETWORK (რეკომენდირებული)
• ბევრი HOOKUP მავთული თუ იყენებთ პურის დაფას
• ბევრი პურის დაფები

რეკომენდირებული აღჭურვილობა

• ბენჩის ელექტრომომარაგება
• O-SCOPE
• ფუნქციის გენერატორი
• მულტიმეტრი
• პლასტირი

რეკომენდირებული დიზაინის პროგრამული უზრუნველყოფა

• KICAD
• NImultisim