Электронные часы можно дополнить устройством, позволяющим показывать и день недели. Для индикации дня недели применены вакуумные цифро-буквенные люминесцентные индикаторы типа ИВ-4. Буквы с помощью этих индикаторов формируются из сегментов (рис. 1,а), высвечиваемых в определенных сочетаниях (рис. 1, б). Нетрудно убедиться, что часть сегментов при формировании букв не используется (сегменты 9, 10, 13, 14, 15, 17, 18 для первой буквы названия дня недели и сегменты 9, 11, 13, 15, 17, 18 для второй буквы). Кроме того, сегмент 8 первой буквы должен светиться постоянно. Некоторые группы сегментов должны или не должны светиться одновременно. Все это учтено при построении схемы шифраторов. Устройство для индикации дней недели построено по структурной схеме, изображенной на рис. 2. Сигнал, поступающий со счетчика десятков часов через переключатель Кн1 поступает на счетчик дней недели СДН (делитель на 7). Затем импульсы идут на дешифратор ДШ, преобразующий двоичный код счетчика дней недели в десятичный код, и через два шифратора Ш1 и Ш2 (по одному на каждую индикаторную лампу), преобразующие десятичный код дешифратора и код цифро-буквен-ного индикатора ИВ-4, сигнал поступает (после транзисторных ключей Кл1 и Ка2) на включение или отключение нужных сегментов индикаторных ламп Л1 и Л2. Генератор одиночных импульсов ГОИ служит для установки начального кода счетчика (дня недели). Принципиальная схема устройства индикации дней . недели изображена на рис. 3. Счетчик-делитель на 7 построен на основе трехтриггерного двоичного счетчика на ]'К триггерах с одним исключенным состоянием. Счетчик работает в соответствии с временной диаграммой, приведенной на рис. 4. Пусть нулевое состояние счетчика (O1O2O3 = 000) будет соответствовать понедельнику (ПН), состояние 001—вторнику (ВТ), 011 —среде (СР), 100 —четвергу (ЧТ), 101—пятнице (ПТ), ПО — субботе (СБ) и 111 — воскресенью (ВС). Особенностью схемы счетчика дней недели является отсутствие цепи установки триггеров счетчика в 0. В этой цепи нет необходимости, так как все равно придется устанавливать начальный день недели. Поэтому входы 5 триггеров (вывод 2) подключены к шине «+5 В» через резистор R3. Дешифратор построен по классической схеме на трех-входовых логических элементах И—НЕ. При любом состоянии счетчика на одном из выходов дешифратора будет сигнал логического нуля, на остальных — сигнал логической единицы. Сигнал 0 с выхода дешифратора управляет работой шифраторов. Принцип построения и работы шифраторов следующий. Для индикации букв сегменты индикаторов Л1 и Л2 сгруппированы определенным образом. Для лампы Л1 первой буквы: сегменты /, 2, 7 объединены и обозначены А1\ сегмент 3 обозначен В1; ' сегмент 4 обозначен С1\
сегменты 5, 6 объединены и обозначены Е1; сегмент 11 обозначен F1; сегменты 12, 16 объединены .и обозначены G1. Напомним, что сегменты 9, 10, 13, 14, 15, 17, 18 не используются, а сегмент 5 должен светиться постоянно. Для лампы Л2 второй буквы: сегменты 10, 14 объединены и обозначены А2; сегменты 1, 2 объединены и обозначены В2; сегмент 3 обозначен С2\ сегмент 4 обозначен Е2\ сегменты 5, ^'объединены и обозначены F2; сегменты 7, 8 объединены и обозначены G2; сегменты 12, 16 объединены и обозначены К.2. Итак, для построения сочетаний букв дней недели необходимо зажечь следующие группы сегментов: Иначе, группа сегментов А1 используется при индикации дней недели ПН, ВТ, СР, ПТ, СБ, ВС и не используется при индикации ЧТ. Группа сегментов В1 используется при индикации дней недели ПН, ЧТ, ПТ и не используется при индикации ВТ, СР, СБ, ВС и т. д. Выходы шифраторов подключены ко входам транзисторных ключей (рис. 5). В коллекторную цепь каждого транзистора включен анод-сегмент буквенно-цифрового индикатора. Если на выходе шифратора будет сигнал логического нуля, то транзистор откроется, и соответствующий сегмент будет светиться.
С целью уменьшения подсветки неиндицируемых сегментов каждый сегмент (независимо от того, используется он или нет) соединен с минусом источника 25 В через резисторы R30—R43. Для предварительной установки кода счетчика дней недели используют генератор одиночных импульсов, собранный на логических элементах И—НЕ (D12.1 и D12.2). Схема генератора представляет собой триггер с раздельными входами. При ненажатой кнопке Кн2 на вход 1 элемента D12.1 подан логический нуль, поэтому на выходе 3 элемента D12.1 буде логическая единица. При каждом нажатии кнопки Кн2 сигнал логического нуля снимается со входа / элемента D12.1 и подается на вход 5 элемента D12.2. Триггер меняет свое состояние. При этом на его выходах образуются противофазные перепады напряжения. Один из этих перепадов и используется для изменения кода счетчика дней недели. Рассмотрим для примера работу шифратора с группой сегментов Е1: Как видно из начертания букв, эта группа сегментов используется для изображения букв В и С, т. е. при индикации дней ВТ, СР, СБ, ВС и не используется при индикации ПН, ЧТ, ПТ. Следовательно, на входе транзисторного ключа (т, е. на выходе элемента D8.2) должен быть сигнал логической единицы, если группа сегментов El не должна гореть, и сигнал логического нуля, если группа сегментов Е1 должна загореться. Сигнал же логического нуля на выходе 6 элемента D8.2 будет в том и только в том случае, если на всех входах этого логического элемента будет логическая единица. А это произойдет тогда, когда в счетчике будет записан код, соответствующий дням недели ВТ, СР, СБ, ВС. В любом другом случае (ПН, ЧТ, ПТ) хотя бы на одном из выходов элемента D8.2 будет логический нуль, а значит, на выходе 6 этого же элемента появится сигнал логической единицы и группа сегментов Е1 не будет зажжена. Рассмотрим работу устройства на примере индикации ВТ. При подаче питания триггеры счетчика дней недели будут в произвольном состоянии. Для того чтобы установить требуемый код дня недели, необходимо нажать кнопку КШ, отключив вход счетчика от выхода счетчика десятков часов и, нажав несколько раз кнопку Кн2, установить нужный код дня недели. Для нашего примера состояние триггеров счетчика должно быть 001, т. е. первый триггер (D1) —в единичном состоянии, второй и третий триггеры счетчика (D2, D3) — в нулевом состоянии. Логическая единица поступает с вывода 5 микросхемы D1, вывода 6 микросхемы D2 и вывода 6 микросхемы D3 на входы 9, 10, 11 элемента D4.3 дешифратора. На выходе 8 элемента D4.3 устанавливается сигнал логического нуля. На всех остальных выходах дешифратора — сигнал логической единицы, так как хотя бы на одном из входов остальных логических элементов И—НЕ есть сигнал логического нуля. С выхода 8 элемента D4.3 сигнал логического нуля поступает на вход 1 элемента D10.1 и вход 9 элемента D6.3, а также на вход // элемента D8.3 и вход 9 элемента D11.2. Теперь какова бы ни была комбинация сигналов на оставшихся входах указанных логических элементов, на выходах их будет сигнал логической единицы. Этот сигнал инвертируется инверторами (элементы D10.2, D12.3), поэтому загорятся группы сегментов F1 и G1. Логическая единица на выходе 8 элемента D11.2 и выходе 8 элемента D8.3 не вызывает открывания транзисторов ключей, и сегменты G2 и К2 не светятся. Логическая единица с выхода 6 элемента D5.2 поступает на вход инвертора (D7.1), на его выходе 3 — логический нуль, светится группа сегментов А1. Поскольку на всех входах (7, 2, 13) элемента D8.1 присутствует логическая единица, на выходе D8.1 — логический нуль, он инвертируется инвертором на D7.2, на выходе 6 которого логическая единица. Сегмент 3 (В1) не светится. На входах 9, 10 элемента D7.3 — логическая единица, на выходе 8 D7.3 — логический нуль, светится сегмент 4 (С1). На входах 3, 4, 5 элемента D8.2 — логическая единица, на выходе 6 D8.2 — логический нуль, горит группа сегментов El. На всех входах (1, 2, 4, 5) элемента D11.1 — логическая единица, на выходе 6.вр11.1 — логический нуль, группа сегментов А2 горит. На входе инвертора (D7.4) — логическая единица, на выходе 11 — логический нуль, группа сегментов В2 горит. На входах /, 2 элемента D9.1 — логическая единица, на выходе 3 — логический нуль, этот сигнал инвертируется, и на выходе 6 элемента D9.2 — логическая единица, группа сегментов С2 не светится. На входах 12, 13 элемента D9.3 — логическая единица, на выходе 11 — логический нуль, этот сигнал инвертируется, на выходе 8 инвертора D9.4 — логическая единица, группа сегментов Е2 не светится. На входах 12, 13 элемента D10.3—логическая единица, на выходе // — логический нуль, этот сигнал инвертируется, на выходе 5 инвертора (D10.4) — логическая единица, группа сегментов F2 не светится. Итак, при индикации вторника светятся группы сегментов: Al, CI, El, Fl, G1; А2, В2, т. е. сегменты 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, И, 12, 16 и /, 2, 10, 14. Остальные сегменты не светятся. Конструкция устройства индикации дней недели произвольная, с учетом наличия места в корпусе электронных часов. Возможна замена микросхем серии К155 на серию К133, транзисторов — на любые другие структуры р—п—р с допустимым напряжением коллектор-эмиттер не менее 30 В. На рис. 5 изображена цоколевка лампы ИВ-4. При налаживании устройства прежде всего (при исправном источнике питания) проверяют генератор одиночных, импульсов. Подключив вольтметр к выходу генератора (вывод 3 элемента D12.1), убедиться в том, что при замыкании контактов кнопки Кн2 происходит переброс триггера генератора из состояния 1 в состояние 0, а при отпускании — обратно. Далее проверяют работоспособность счетчика дней недели (делителя на 7). Для этого при замкнутой кнопке Кн1 несколько раз нажимают кнопку Кн2, что вызывает опрокидывание триггеров счетчика. Код, записанный в счетчике, должен повторяться через каждые 7 нажатий кнопки Кн2. Кроме того, изменение состояния счетчика происходит и при отпущенной кнопке Кн1 — от сигнала, выработанного счетчиком десятков часов. Если счетчик работает нормально, необходимо проверить работу дешифратора. На всех его выходах, кроме одного, должна быть логическая единица, и только на одном выходе дешифратора — логический нуль. При каждом нажатии кнопки Кн2 (при нажатой кнопке Кн1) сигнал логического нуля появляется уже на следующем выходе дешифратора. После 7 нажатий кнопки Кн2 схема дешифратора должна возвратиться в первоначальное состояние. Схемы шифраторов наиболее удобно проверять совместно с транзисторными ключами и индикаторными лампами. При подаче всех напряжений на нить накала, сетку и аноды лампы и при подключенных выходах ключей часть сегментов должна светиться. При подаче на вход счетчика одиночных импульсов от генератора состояние сегментов должно изменяться (кроме сегмента 8 лампы Л1, который горит постоянно). Если сегменты не загораются, либо светятся и не гаснут, то следует прежде всего проверить работу транзисторных ключей. Если зажигание происходит неправильно, следует проверить работу и монтаж шифраторов.
