क्रिस्टल थरथरानवाला और फ्लिप फ्लॉप का उपयोग कर डिजिटल घड़ी: 3 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

घड़ियाँ लगभग सभी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक्स में पाई जाती हैं, ये किसी भी कंप्यूटर के दिल की धड़कन होती हैं। उनका उपयोग सभी अनुक्रमिक सर्किटरी को सिंक्रनाइज़ करने के लिए किया जाता है। उनका उपयोग समय और तारीख का ट्रैक रखने के लिए काउंटर के रूप में भी किया जाता है। इस निर्देश में आप सीखेंगे कि कंप्यूटर कैसे गिनते हैं और अनिवार्य रूप से फ्लिप फ्लॉप और कॉम्बिनेशन लॉजिक का उपयोग करके डिजिटल घड़ी कैसे काम करती है। परियोजना को कई मॉड्यूल में विभाजित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट कार्य करता है।

आपूर्ति

इस निर्देश के लिए आपको कुछ पूर्व ज्ञान की आवश्यकता होगी:

• डिजिटल तर्क अवधारणा
• मल्टीसिम सिम्युलेटर (वैकल्पिक)
• विद्युत परिपथों की समझ

चरण 1: टाइम बेस मॉड्यूल का निर्माण

डिजिटल घड़ी के पीछे की अवधारणा यह है कि हम अनिवार्य रूप से घड़ी के चक्रों की गिनती कर रहे हैं। एक 1 हर्ट्ज घड़ी हर सेकेंड में एक पल्स उत्पन्न कर रही है। अगले चरणों में हम देखेंगे कि हम अपनी घड़ी के सेकंड, मिनट और घंटे बनाने के लिए उन चक्रों को कैसे गिन सकते हैं। एक तरह से हम 1 हर्ट्ज सिग्नल उत्पन्न कर सकते हैं एक क्रिस्टल ऑसीलेटर सर्किट का उपयोग करके जो 32.768 किलोहर्ट्ज़ सिग्नल उत्पन्न करता है (जैसे कि मैंने ऊपर डिज़ाइन किया है जिसे पियर्स ऑसीलेटर कहा जाता है), जिसे हम फ्लिप फ्लॉप की एक श्रृंखला का उपयोग करके विभाजित कर सकते हैं। 32.768 kHz का उपयोग करने का कारण यह है कि यह हमारी अधिकतम श्रवण आवृत्ति से अधिक है जो कि 20 kHz है और यह 2^15 के बराबर है। इसका महत्वपूर्ण कारण यह है कि एक जे-के फ्लिप फ्लॉप आउटपुट इनपुट सिग्नल के सकारात्मक या नकारात्मक किनारे (एफएफ पर निर्भर करता है) पर टॉगल करता है, इसलिए आउटपुट प्रभावी रूप से एक आवृत्ति पर होता है जो मूल इनपुट का आधा होता है। उसी टोकन से अगर हम 15 फ्लिप फ्लॉप को चेन करते हैं तो हम अपना 1 हर्ट्ज सिग्नल प्राप्त करने के लिए इनपुट सिग्नल फ्रीक्वेंसी को विभाजित कर सकते हैं। मल्टीसिम में सिमुलेशन समय को तेज करने के लिए मैंने अभी 1 हर्ट्ज पल्स जनरेटर का उपयोग किया है। हालाँकि एक ब्रेडबोर्ड पर मेरे ऊपर मौजूद सर्किट का निर्माण करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें या DS1307 मॉड्यूल का उपयोग करें।

चरण 2: सेकंड काउंटर का निर्माण

यह मॉड्यूल दो भागों में विभाजित है। पहला भाग एक 4-बिट अप काउंटर है जो 9 तक गिना जाता है जो सेकंड के 1 का स्थान बनाता है। दूसरा भाग एक 3-बिट अप काउंटर है जो 6 तक गिनता है जो सेकंड के 10 के स्थान को बनाता है।

2 प्रकार के काउंटर होते हैं, एक सिंक्रोनस काउंटर (जहां घड़ी सभी एफएफ से जुड़ी होती है) और एक एसिंक्रोनस काउंटर जहां घड़ी को पहले एफएफ को खिलाया जाता है और आउटपुट अगले एफएफ की घड़ी के रूप में कार्य करता है। मैं एक एसिंक्रोनस काउंटर (जिसे रिपल काउंटर भी कहा जाता है) का उपयोग करता हूं। विचार यह है कि यदि हम FF के 'J' और 'K' इनपुट को एक उच्च सिग्नल भेजते हैं, तो FF इनपुट घड़ी के प्रत्येक चक्र में अपनी स्थिति को चालू कर देगा। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि पहले FF के प्रत्येक 2 टॉगल के लिए लगातार FF में एक टॉगल उत्पन्न होता है और इसी तरह अंतिम तक। इसलिए हम इनपुट क्लॉक सिग्नल के चक्रों की संख्या के बराबर एक बाइनरी संख्या उत्पन्न करते हैं।

जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, बाईं ओर मेरा सर्किट है जो 4-बिट अप काउंटर को 1 के स्थान के लिए बनाता है। इसके नीचे मैंने एक रीसेट सर्किट लागू किया है, यह मूल रूप से एक और गेट है जो फ्लिप फ्लॉप के रीसेट पिन को एक उच्च संकेत भेजता है यदि काउंटर का आउटपुट दशमलव में 1010 या 10 है। इसलिए उस और गेट का आउटपुट 1 पल्स प्रति 10 सेकेंड सिग्नल है जिसे हम अपने 10 के स्थान काउंटर के लिए इनपुट घड़ी के रूप में उपयोग करेंगे।

चरण 3: यह सब एक साथ रखना

उसी तर्क से, हम मिनटों और घंटों को बनाने के लिए काउंटरों को ढेर करना जारी रख सकते हैं। हम और भी आगे बढ़ सकते हैं और दिन, सप्ताह और यहां तक कि वर्ष भी गिन सकते हैं। आप इसे ब्रेडबोर्ड पर बना सकते हैं, आदर्श रूप से कोई भी सुविधा के लिए आरटीसी (रीयल टाइम क्लॉक) मॉड्यूल का उपयोग करेगा। लेकिन अगर आप प्रेरित महसूस कर रहे हैं तो आपको अनिवार्य रूप से इसकी आवश्यकता होगी:

19 J-K फ्लिप फ्लॉप (या SN74LS73AN जैसे 10 दोहरे J-K IC)

• एक 1 हर्ट्ज इनपुट स्रोत (आप एक DS1307 मॉड्यूल का उपयोग कर सकते हैं यह 1 हर्ट्ज वर्ग तरंग उत्पन्न करता है)
• 6 बाइनरी टू 7-सेगमेंट डिकोडर्स (जैसे 74LS47D)
• 23 इन्वर्टर, 7 3-इनपुट और गेट्स, 10 2-इनपुट और गेट्स, 3 4-इनपुट और गेट्स, 5 या गेट्स
• छह 7-खंड हेक्स डिस्प्ले

मुझे आशा है कि आपने सीखा है कि इस निर्देश से डिजिटल घड़ी कैसे काम करती है, कृपया बेझिझक कोई भी प्रश्न पूछें!