Ceasul Electronic

I. CEASUL ELECTRONIC

Ceasul este format din:

- Oscillator cu cuart pe frecventa de 1 Hz (inima). E greu insa sa faci un oscillator pe 1 Hz sau acesta sa fie foarte stabil. De regula oscilatorul se face pe frecventa mare (10 – 100 kHz) sau chiar MHz. Pentru o buna stabilitate de frecventa se foloseste un cristal de cuart (are stabilitate 10-6 – 10-8). In cazul unui cuart de 1 MHz fuga va fi de 1 Hz, rezulta deci ca secunda va avea o eroare in plus sau in minus de o microsecunda, deci in 10 zile va avea o eroare de o secunda. Putem sa facem si un ceas fara cuart dar acela va fi un ceas prost.

- Divizor de frecventa (la iesirea divizorului trebuie sa obtinem secunda). Daca de exemplu, oscilatorul e pe f0 atunci divizorul trebuie sa divida frecventa cu f0. Numaratorul se face din CBB(circuit basculant bistabil). Astfel, cu 20 de biti scriem pana la 1048576, iar cu 19 biti pana la 524288. Deci, ne trebuie un numerator cu 20 de bistabili. Identificam starea 900000 cu un identificator de cuvinte logice. Identificatorul il facem cu AND, OR, NAND ,NOR si inversoare.(Cu SAU inversam “1” si cu SI inversam “0”).

De exemplu, daca vrem un numarator pana la 25, avem nevoie de 5 bistabili. Identificam 25 si resetam.

fout 1= fin/25 = fout2

Diferenta dintre out 1 si out 2 este latimea impulsului.Starea 25 dureaza foarte putin, deci out 2 este un impils foarte ingust. Durata impulsului la out 2 este egala cu timpul necesar pentru reset (aprox 10 – 20 ns).

Putem insa sa-l latim pe out 2 punand inca un inversor. Putem sa folosim si numaratoare reversibile, punand inca un numerator de la 0 la 59(6 bistabili).

Pentru a afisa avem nevoie de un decoder cu 2 intrari si 4 iesiri(pentru 2 biti).Mai putem folosi si driver 7 segmente.

Vom avea nevoie si de un codificator BCD(decadele de numarare sunt de la 0 la 9). Afisajul va fi identic pentru toate decadele. Din fiecare decada intru intr-un decodificator binar-zecimal. Atunci cand nu ne intereseaza afisarea continutului, folosim bistabili.

De regula la ceasul de mana cuartul are o frecventa de 215 Hz. Rezulta deci ca divizorul il facem cu 15 bistabili.

Schema bloc a ceasului

Pentru programarea ceasului exista diferite variante:

Varianta 1 : Se prevede in schema o tasta de Reset pentru numaratoare si o tasta de Start/ Stop.Aceasta din urma este o poarta. Atunci cand este blocat avem Stop iar cand e deschisa avem Start. Daca pun doar o poarta simpla acolo, pun un intrerupator.

Varianta 2 : Scoatem din divizorul de frecventa o iesire de frecventa mai ridicata. De exemplu daca avem o iesire de 1 KHz nu mai vad secundele.