ASDN - Sinteza unui ceas electronic desteptator

 

ASDN

Sinteza unui ceas electronic desteptator

Cerinte:

sa se proiecteze un ceas electronic desteptator, programabil;

ceasul va trebui sa posede un set de butoane de la care sa se poata efectua programarea sa (vor exista butoane pentru setarea orei, minutelor, respectiv a secundelor, pentru setarea alarmei, etc), configuratia acestor butoane fiind la alegerea participantilor la proiect;

semnalul de avertizare va dura 60 secunde (cu secvente de semnal intermittent).

1. Aspecte teoretice:

Schema generala de functionare

Pulserul

Se foloseste la generarea semnalului dreptunghiular cu frecventa de 1 Hz (perioada de 1 s). S-a preferat folosirea acestuia pentru a evita folosirea dispozitivelor analogice in realizarea simularii. Pentru simulare s-a folosit pachetul software CircuitMaker 2000. In practica pulserul se poate inlocui cu un oscilator cu cristal de cuartz (fig. 1.1):

   

La iesirea oscilatorului se conecteaza un ansamblu de bistabili D (fig. 1.2), care au rolul de a diviza semnalul generat de oscilator, pana la obtinerea unei frecvente de 1 Hz.

Numaratorul

Pentru realizarea acestuia s-au folosit 6 numaratoare 74LS163, cate unu pentru fiecare cifra din display. Cu ajutorul portilor logice s-a realizat limitarea fiecarui numarator corespunzator orei (23), minutelor (59), respective secundelor (59), dupa cum urmeaza:

Pentru ore:

Pe iesiri se aplica niste montaje cu porti logice NAND si AND pentru limitarea unitatilor de ora la 9 cat timp cifra zecilor este 0 sau 1 si la 3 atunci cand cifra zecilor este 2. S-a mai folosit un inversor pentru limitarea cifrei zecilor la 2. Iesirile din poarta AND, respectiv inversor determina resetarea numaratoarelor.

Pentru minute:

Pe iesirile numaratoarelor se aplica cate o poarta logica NAND pentru a le reseta atunci cand se ajunge la minutul 59.

Pentru secunde:

La fel ca in cazul blocului schema pentru minute, limitarea secundelor se face la 59.

Display-ul:

Display-ul este alcatuit din 6 componente pentru cele 6 cifre ale ceasului. Fiecare afisor are 4 intrari conectate la cele 4 iesiri ale unui numarator.

Memorare ora alarma

Alarma este alcatuita din 4 numaratoare 74LS163 conectate la un display format din 4 componente, capabil sa afiseze ore si minute. Principiul de functionare al numaratoarelor este acelasi ca in cazul descris mai sus. Alarma este prevazuta cu doua butoane pentru setarea orei la care se va declansa. Memorarea orei se face datorita faptului ca alarma este deconectata de la impulsul ceasului, iar ora setata ramane memorata in numaratoare.

Comparatorul

Are rolul de a compara ora memorata in numaratoarele alarmei cu ora ceasului. Sunt comparate doar orele si minutele. S-au folosit 4 comparatoare 74LS85. Cele 8 intrari ale comparatorului sunt conectate astfel: 4 dintre ele la o cifra a ceasului si celelalte 4 la cifra corespunzatoare a alarmei. Iesirile celor 4 comparatoare intra intr-o poarta AND cu 4 intrari, a carei iesire este conectata la alarma.

Alarma:

Alarma se concretizeaza intr-un semnal visual si unul sonor. Cel visual este pus in evidenta printr-un led, iar cel auditiv printr-un Piezo Buzzer. Alarma porneste in momentul in care toate comparatoarele scot 1 (adica ora alarmei coincide cu cea a ceasului) si se opreste dupa 60 de secunde (cand se schimba minutul ceasului). Semnalul sonor este intermitent deoarece dispozitivul sonor este conectat la generatorul de impulsuri.

Setarea ceasului

Pentru a seta ceasul, acesta este oprit cu ajutorul unui switch (Oprire ceas pt. potrivire). Dupa oprire se pot folosi cele 3 butoane pentru setarea orei, minutelor si secundelor. Portile logice sunt folosite pentru a face legaturile necesare intre semnalul dat de la butoane si numaratoare.

Concluzie:

Chiar daca implementarea practica a acestui proiect s-ar dovedi anevoioasa    prin volum, functionarea este comparabila cu cea a dispozitivelor din domeniu.