От электронных часов требуется высокая точность хода, поэтому практически вес конструкции в качестве задающего используют кварцевый генератор, который без термостатирования прн тщательной установке начальной частоты может обеспечить точность хода несколько секунд в месяц. Иногда для заданнг-хода часов использукп частот) осветительной сети, но, во-гервых, чистота ccti практически всегда ниже номинальной 50 Гц, во-вторых, ее нестабильность может давать уход около 10 с за 1 ч работы. Это обязательно требует коррекции хода часов по сигналам точного времени, что гущестьенно усложняет нх конструкцию н налаживание-Частота кварцевого генератора часов составляет o6J4HO десятки килогерц - единицы мегагерц, для деления частоты до одного нмпульса г. секунду илн в минуту используются цепи триггеров или микросхем-счетчиков. Для применення в часах подходят кварцевые резонаторы с частотами, являющимися степенями чисел 1 н 10, в этом случае схема делчтеля пoлyчa тc достаточно простой Особенно удобен малогабаритный кварцевый резонатор PI -72 на чистоту 32768 = 2 Гц. предназначенный для использования в электронных часах. Для деления его чагтоть до 1 li обычно нсноль-зупт микросхему K176Htf), до одного импульса в минуту - микросхемы К176ИЕ12, К176ИЕ18. В состав указанных микросхем входят и элементы дли построения квар-нево-с генератора.

Импульсы t частотой 1 ил1 1/60 Pi поступают далее ни счетчиь секунд, если он есть, мнн>т часов. fTi. сетчикг выполняют пли на отдельны) микросхемах, или на микросхеме U76HE13, содержащей i себе необходимые счетчики, регистр памяти будьльннкь, репи построения динамической ш.днкацин.

Описанная структур? электронных часоь целиком реализована также в одной микросхеме КА101СХ.П1. В настоящее время широкое распространение получили электронные часы, основанные нг специ.-;лнзированных однокристальных микроЭВМ. Обшсе у часов на микроЭВМ н у часов с описанной выше стру!;туроп - наличие кварцевого генератора и дел1;теля до 1 Гц (нли до другом частоты, например 100 Гц). Дальнейшее формирование информации ( текущем времен!, производится программным путем, описанн}. которого здес1 касаться не будем. Отметим только, что на основе одной базовой однокристально! микроЭВМ путем изменения содержимого ее постоянного запоминающего устройств? можно получит! микросхемь различного назначения - электронные часы, таймеры. време1нь1е программны. угтройства у, др. Типичной одиокрнстальнон мнкроЭБЛ\ являете : 1Л45ИК11, на ее основ выпускают микросхему для электронных часов К145ИК1901.

Далее описаны различные варианты часов на КМОП- н МОЧ-мнкросхемах - иа неспециализированных микросхемах I 176ИБГ с кварцеьыг; резонатором на произвольную частоту, на специализированных часовых микросхемах серии Ь176, на одной микросхем KlOltiXJI иа микроЭВМ KI45HK1<J0I.

Микросхемы структуры МОП и КМОП могут выхочить из строя при неаккуратном обращении во время монтаж? v эксплуатации, поэточу пр> работе с ними следует соблюдап следующие правила.

Для исключения случайного пробоя ил-чв наличия статического электричества потенциалы монтируемой плрты, паяльника и т -ла моитажникь должны быть уравнены Для этого иа ручку паяльника можно пгмотать несколько витков иснзолнрованного

провода или укрепить жестяную пластинку и соединить через резистор 100...200 кОм с металлическими частями паяльника. Обмотка паяльника не должна иметь контакта с его корпусом. При монтаже свободной рукой следует касаться шин питания монтируемой платы. Если микросхема лежит в металлической коробке илн ее выводы упакованы в фольгу, прежде чем взять микросхему в ру(н, следует дотронуться до коробки или фольги.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ НА МИКРОСХЕМАХ К176ИЕ2

В состав серии KI76 входят микросхемы, предназначенные для построения электронных часов. При нх отсутствии часы можно собрать, используя микросхемы К176ИЕ2. Схема та.чих часов приведена на рнс. I.

Кварцевый генератор собран на элементе DD2.2 и кварцевом резонаторе Z1, частота которого не должна превышать 559 240 Гц. Частота генератора делится счетчиком микросхе.мы DDI так, чтобы частота на вхо.це делителя с переключаемым коэффициентом деления DD3- DD7 составляла от 8738.13 до 17476.26 Гц. Делитель DD3- DD7 работает по принципу предварительной записи в счетчик числа, на которое нужно уменьшить коэффициент пересчета цепи триггеров Импульсн с частотой 1/60 Гц с выходаделителя подаются на вход счетчика единиц минут DD8, десятков минут DD9, единиц часов DD10, десятков часов DD11. Коэффициент пересчета 6 в микросхеме DD9 обеспечен установкой в О счетчика при достижении состояния 6 с помощью элементов DDI2.1 н DDI2.2.

Коэффициент пересчета 24 в счетчике часов организован с помощью аналогичной схемы сброса на элементах DD12.3, DD12.4. Элементы VD7. СП. Rl.i служат для удлинения импульса установки в О и исключения влияния разброса параметров микросхем DDK), DDU.

Состояние счетчиков дешифрируется микросхемами DDI3 DD16 гнпч К155ИД1 и индицируется индикаторами HG1-HG4. Транзисторы VT1-VT13, включенные по схеме эмнттерного повторителя, служат для согласования микросхем серии К176 и к 155.

Питание часов - бестрансформаторное, ре.зервированное. Напряжение сети гасится на конденсаторе CI2, выпрямляется мостом VD6, сглаживается конденсатором С5 и стабилизируется цепью стабилитронов VD3--VD4. Резистор R11 служит для ограничения тока через мост VD6 в момент включения часов в сеть, резистор R12-для разряда конденсатора С12 после отключения часов от сети.

Аккумуляторная батарея GB1 обеспечивает питание счетчиков часов в случае перерывов в поцаче электроэнергии. Через резистор R6 течет ток, компенсирующий саморазряд аккумулятора. Газоразрядные индикаторные лампы пит.чются от простейшего однополупериодиого выпрямителя на диоде VD8.

Высокая надежность и бессбойность часов позволили до минимума упростить установку начальных показаний часов. Пуск часов можно осуществлять только в 20 ч. При иажатии на кнопку SB 1 происходит подача логической I (лог. I) па входы R всех счетчиков часов. В момент отпускания кнопки лог. I со входов R снимается, спад положительного импульса с выхода DD2.4 дифференцируется цепью C3R2, инвертируется элементом DD2.3 и в виде импу.1ьса положительной полярности подается на входы S1 S8 микросхем DD3- DD7, в результате чего происходит запись в делитель исход-

Phi. I. Часы на инкросхемах К17вИЕ2

ного состояния. Очновремснно импу.пьс положительном полярности, сформированный цепью R4C8R5, поступает на вход S2 микросхемы DD11 н устанавливает счетчик десятков часов в состояние 2.

Через 1 мин с;ад импульса положительной полярности на чыходе 8 микросхемы DD7 переключает сетчих .-динмц мичут в состояние I. Кроме того, будучи продифференцирован цепью СЫо ч троинвертирован элементом DU2.3, он вновь производит запись в делитель нс.ходеюго состояния и т. д.

Настройку делителя часготы под конкретный кварцевый резонатор производят следующим образом. Часготт резонатора дспится на одно из чисел (2, 4, 3, 16 и.еи 32) так, чтобы результат .;еления на.чод.ися ,) диапазоне 8738,13... 17476,26 Гц. Число, на которое необходимо разделить частоту резонатора, определяет выхоц микросхемы DDI, с которого сигнал снимается ча вход 2 микросхемы DD3- соответственно выводы 14, 13, 12, И, 10.

Результат деления умножается на 60 и округляется до блмжайщего целого, получившееся число лолулни на.ходнться в чнтервале от 524 288 до 1 048 576. Это число уменьЕнаетсч ,ia I н переводится i двоичную форму.

В качестве примера рассмотрим настройку делителя под кварцевый резоЕЕЭтор частотой 100 кГц. Необходимый коэффишЕент деления в микросхеме DDI равен 8 (100 000:8=12 ;:00, 8738,13<12 500< 17176,26), поэтому ко входу 2 микросхемы DD3 необ.ходимо подкчючнть вывод 12 микросхемы DDI. КоэффнцЕ;ент деления в микросхемах DD3- DD7 составит 12 500X60= 750 ООО, он, как и требуется, находится в указанных пределах. Двоичный эквивалент числа 749999io равен 1011 0111 0001 ЮМ 111 Ь. Число знаков в двоичном эквиваленте дотжно быть равно 20. Значения разрядов двоичного эквивалента определяют подключение входов микросхем DD3-DD7, младшие четыре разряда-DD3, следующие четыре разряда - DD4 и т. д. При 1 соответствующий разряд подключается к общему проводу, при О к выходу DD2.3. Старший разряд двоичного эквивалента всегда равСЕ! 1, поэтому вход S8 микросхемы DD7 соединяется с общим проводом независимо от частоты кварцевого резонатора.

Показанное на схеме рис. 1 подключение в.ходов микросхем делитепя соответствует проделанному выше расчету для частоты чварцевого резонатора 100 кГц.

В часах применены конденсаторы КМ5а (С1 С4, С6-С8, СИ), КМ6 (СЮ), K73-I7 (CI2 1,0 + 0,47 мкФ на напряжение 250 В), К52-1 (С5), К50-6 (С9), резисторы МЛТ.

в качестве VTI- VTI3 можно использовать любые маломощные кремниевые р-п-р транзисторы, диоды КД50.3А можно заменить практически на любые маломощные. Резистор R11 размещен в сетевой вилке.

Настройку часов производят при ПЕ1танин от источника наЕ1ряжением 14... 15 В, замкнув выводы конценсатора С12. Работу делителя DDI- DD7 проверяют, подключая вход осциллографа поочередно к различным выводам этих микросхем, при проверке выходов микросхемы DD7 удобно испа1ьзовать вольтметр постоянного напряжения. При этом следует убедиться, что период нмЕгу.ЕЬсов яа выходе 8 микросхемы DD7 составляет 1 mhie.

Работу счетчиков DD8- DD11 проверяют, подключив выводы 2 микросхемы DD8 и DD10 к выводу 14 микросхемы DD6, Еде период импульсов составляет около I с. На выводе 12 микросхемы DD!) период импу.1Ьсов до.1жен быть в 60 раз больше, на выводе 13 Емикросхемы DDII в 24 раза.

, Следует проверЕ1ть также правильность установки в О мшфосхем DDI, DD3- DDI 1

при ЕЕажатии кнопки SB1 и запись состояния 2 в микросхему DD11 при ее отпускании.

После проведения указанны.! проверок необходимо снять перемычку с конденсатора CI2 и включить часы в сеть.

После установки теплового режима в корпусе часов Е1роверяют уход показаний за 3-4 недели и уточняют настройку де;Ентеля. Предположим, часы спешат на 4 с в сутки. В это/л случае коэффициент деления нужно увеличить на 4-750 000/86 400 = 35 (86 400- число секунд в сутках). Таким образом, необходимый коэффициент деления составит 750 035, он уменьшается на единицу и по нему вновь определяется двоичный эквивалент и распайка выводов микросхем DD3- DD7. Как правило, изменяют распайку выводов лишь младших разрядов.

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ С ГЕНЕРАТОРОМ НА МИКРОСХЕМЕ К176ИЕ5

При использовании специализированных микросхем К176ИЕЗ, К176ИЕ4, К176ИЕ5 схему часов можно существенно упростить. Схема одного из возможных вариантов электронных часов на таких микросхемах приведена на рис. 2.

Задающий генератор выполнен на микросхе.ме DD6 и кварцевом резонаторе Z1 на частоту 32 768 Гц. В результате деления частоты генератора на 2 в микросхеме DD6 на ее выходе 15 (вывод 5) образуются импульсы с частотой 1 Гц. Частота этих импульсов делится в микросхемах DD7 и DD8 до одного импульса в минуту. Через дифференцирующую цепь СЮР7Я8 н нормально замкнутые контакты кнопки SB1 импульсы поступают на счетчики единиц минут DDI, десятков минут DD2, единиц часов DD3, десятков часов DD4. В счетчике часов коэффициент пересчета 24 организован за счет подкчючения выходов 2 микросхемы DD4 и 4 микросхемы DD3 через элемент И (DD9.3 и DD9.4) ко входам R этих же микросхем.

В часах для упрощения схемы применено непосредственное подключение вакуумных люмЕ1несцентных семисегментных индикаторов к выходам микросхем серии KI76. Для попучения достаточной яркости свечения напряжение питания микросхем увеличено до 12... 13 В. Напряжение, подаваемое на сетки индикаторов, состав.Еяет 30 В, несколько увеличено напряжение накала. Эти меры позволили исключить ключевые транзисторы. В тако1 схеме включения достаточно ярко светятся лишь самые маленькие индЕ1каторы - ИВ6 ii ИВ8, неплохие результаты получены с ИВ22. Для уменьшения амплитуды переменного напряжения на резонаторе ZI включен резистор R13.

В часах предусмотрена как установка часов, так и минут. Установку часов производят следующим образом. Каждое нажатие на кнопку SB2 переключает триггер на элементах DD9.1 и DD9.2, служащий для подавления дребезга контактов кнопки, в состояние, в котором на входе 1 DD5.4 уровень лог. О, на выходе 3- лог. 1. Кроме того, при нажатии на ююпку SB2 происходит установка в состояние О делителя DD6, DD7. DD8 и счетчика минут DDI н DD2. В момент отЕЕускання кнопки SB2 изменение уровня на входе С DD3 с лог. I на .еог. О увеличивает показание счетчика часов на 1. Нажав кнопку SB2 несколько раз, можно установить необходимое показание счетчика часов. Последний раз необходимо отпустить кнопку по шестому сигналу поверки времени нли в момент прохождения секундной стрелки эталонных часов числа 12.

Если пуск часов осуществляется не в момент, соответствующий целому часу, установку минут производят ЕЕажатием на кнопку SB1. В результате на вход С микро-I