Elektronik

Entgegen den sonst auf dieser Homepage ausfühlich dargestellten Schaltplänen gebe ich hier nur den grundsätzlichen Aufbau an. Anhand der Datenblätter oder der Beschreibung für die CMOS-Bausteine ist die genaue Verdrahtung zu erkennen. Vielleicht ergänze ich die Angaben hier einmal. Fragen können per Mail an mich gerichtet werden. Auch aus dem Assembler-Programm geht die Ansteuerung der ICs und deren Anschluß an den Mikrocontroller hervor.

Elektronik

Der Mikrocontroller erhält die Zeitinformationen vom DCF-Modul. Nach Empfang der korrekten Zeit wird die Zeit im Sekundentakt weitergezählt. Zur Ausgabe der Zahlen an die Display-Elemente werden 4 Datenleitungen vom Mikrocontroller zu jedem Display durchgeschleift. Durch Anlegen einer 4 Bit-Adresse an den 1-aus-16 Multiplexer wird eines der Displays ausgewählt. Die 14 Displays mit insgesamt 98 Segmenten werden so mit 9 Mikrocontroller-Ausgängen angesteuert (mit einer weiteren Leitung wird die Übernahme der Adresse vom Multiplexer gesteuert). Durch die Speicherfunktion der 7-Segment-Treiber leuchten die Displays übrigens dauerhaft, auch wenn sie im Multiplexbetrieb aktualisiert werden.
Ein zusätzlicher 74HC573-IC speichert durch Ansteuerung die an die Datenleitungen angelegten Bits. Dadurch realisiere ich weitere Ausgänge, da die 15 Ausgänge des Mikrocontrollers mir letztlich nicht ausreichten und noch zwei der 16 Kanäle des Multiplexers unbenutzt waren.


DCF-Modul FotoDCF-ModulDCF-Modul

Ein DCF-Modul wie das verwendete ist im Elektronikhandel erhältlich. Am Ausgang liegt das erkannte Signal an und kann direkt vom Mikrocontroller verarbeitet werden. Zur Erkennung der binären Daten wird die Länge der Impulse gemessen.


CMOS1 Hz Taktgenerator

Ein sehr genauer Quarz-Oszillator wird mit zwei Teilern verbunden, die durch Aufteilen des Takts durch 2^22 einen Sekundentakt erzeugen. So kann der Mikrokontroller im normalen Betrieb sekündlich die neue Zeit berechnen (eine Sekunde dazuaddieren und die entsprechenden Überträge beachten) und ausgeben.


CMOS1-aus-16 Multiplexer CMOS 4067

Vier Ausgänge des Mikrokontrollers werden mit A0-A3 verbunden und bestimmen so den vom Multiplexer gewählten Ausgang. Kurzzeitig wird _EN auf Low gelegt, so dass der Multiplexer den ausgewählten Pin auf High schaltet. Daran angeschlossen ist der LE-Eingang vom 7-Segment-Decoder. Pin 1 des Multiplexers wird fest mit High verbunden.


CMOS7-Segment-Decoder CMOS 4543

An vier Ausgänge des Mikrocontrollers sind A0-A3 der Decoder angeschlossen, wobei diese Datenleitungen durch alle Decoder durchgeschleift werden. Pin 7 wird fest mit Masse, Pin 6 mit High verbunden. An den Ausgängen sind über 1%ige 100 Ohm (große Displays) bzw. 499 Ohm (kleine Displays) Widerstände die LEDs der einzelnen Segmente angeschlossen. Die großen Displays besitzen pro Segment 8 statt 4 LEDs. Die Widerstandswerte ergaben sich durch Testen. Bei diesen Werten wurde die doppelte Stromstärke bei den großen Displays und in etwa dieselbe Helligkeit erreicht.

74HC573Datenspeicher 74HC573 / 74HCT573

Dieser IC speichert bei Anlegen eines High an LE (latch enable) die anliegenden Pegel und gibt sie dauerhaft an den Ausgängen aus.