স্ফটিক অসিলেটর এবং ফ্লিপ ফ্লপ ব্যবহার করে ডিজিটাল ঘড়ি: 3 ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

ঘড়িগুলি প্রায় সব ধরণের ইলেকট্রনিক্সে পাওয়া যায়, এগুলি যে কোনও কম্পিউটারের হৃদস্পন্দন। এগুলি সমস্ত ক্রমিক সার্কিট্রি সিঙ্ক্রোনাইজ করতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি সময় এবং তারিখের হিসাব রাখার জন্য কাউন্টার হিসাবেও ব্যবহৃত হয়। এই নির্দেশনায় আপনি শিখবেন কিভাবে কম্পিউটার গণনা করে এবং মূলত কিভাবে একটি ডিজিটাল ঘড়ি ফ্লিপ ফ্লপ এবং কম্বিনেশনাল লজিক ব্যবহার করে কাজ করে। প্রকল্পটি একাধিক মডিউলে বিভক্ত যা প্রত্যেকে একটি নির্দিষ্ট ফাংশন সম্পাদন করে।

সরবরাহ

এই নির্দেশের জন্য আপনার কিছু পূর্ব জ্ঞান প্রয়োজন হবে:

• ডিজিটাল লজিক ধারণা
• মাল্টিসিম সিমুলেটর (alচ্ছিক)
• বৈদ্যুতিক সার্কিট বোঝা

ধাপ 1: টাইম বেস মডিউল তৈরি করা

একটি ডিজিটাল ঘড়ির পিছনে ধারণা হল যে আমরা মূলত ঘড়ি চক্র গণনা করছি। একটি 1 Hz ঘড়ি প্রতি সেকেন্ডে একটি পালস তৈরি করছে। পরবর্তী ধাপে আমরা দেখব কিভাবে আমরা আমাদের ঘড়ির সেকেন্ড, মিনিট এবং ঘন্টা তৈরি করতে সেই চক্রগুলি গণনা করতে পারি। আমরা একটি 1 Hz সংকেত উৎপন্ন করার একটি উপায় হল একটি স্ফটিক দোলক সার্কিট ব্যবহার করে যা 32.768 kHz সংকেত উৎপন্ন করে (যেমন আমি উপরে ডিজাইন করেছি যাকে একটি পিয়ার্স অসিলেটর বলা হয়), যেটাকে আমরা ফ্লিপ ফ্লপের একটি চেইন ব্যবহার করে ভাগ করতে পারি। কারণ 32.768 kHz ব্যবহার করা হয় কারণ এটি আমাদের সর্বোচ্চ শ্রবণ ফ্রিকোয়েন্সি যা 20 kHz এর চেয়ে বেশি এবং এটি 2^15 এর সমান। যে কারণটি গুরুত্বপূর্ণ তা হল কারণ একটি জে-কে ফ্লিপ ফ্লপ আউটপুট ইনপুট সিগন্যালের ইতিবাচক বা নেতিবাচক প্রান্তে (এফএফের উপর নির্ভর করে) টগল করে, তাই আউটপুট কার্যকরভাবে একটি ফ্রিকোয়েন্সি যা মূল ইনপুটের অর্ধেক। একই টোকেন দ্বারা যদি আমরা 15 টি ফ্লিপ ফ্লপ চেইন করি আমরা আমাদের 1 Hz সংকেত পেতে ইনপুট সিগন্যাল ফ্রিকোয়েন্সি ভাগ করতে পারি। মাল্টিসিমে সিমুলেশন টাইম গতি বাড়ানোর জন্য আমি মাত্র 1 Hz পালস জেনারেটর ব্যবহার করেছি। তবে একটি ব্রেডবোর্ডে আমার উপরে থাকা সার্কিটটি নির্দ্বিধায় তৈরি করুন বা একটি DS1307 মডিউল ব্যবহার করুন।

ধাপ 2: সেকেন্ড কাউন্টার তৈরি করা

এই মডিউলটি দুই ভাগে বিভক্ত। প্রথম অংশটি একটি 4-বিট আপ কাউন্টার যা 9 পর্যন্ত গণনা করে যা 1 এর সেকেন্ডের জায়গা তৈরি করে। দ্বিতীয় অংশটি একটি 3-বিট আপ কাউন্টার যা 6 পর্যন্ত গণনা করে যা 10 এর সেকেন্ডের জায়গা তৈরি করে।

এখানে 2 ধরণের কাউন্টার রয়েছে, একটি সিঙ্ক্রোনাস কাউন্টার (যেখানে ঘড়িটি সমস্ত এফএফের সাথে সংযুক্ত থাকে) এবং একটি অসিঙ্ক্রোনাস কাউন্টার যেখানে ঘড়িটি প্রথম এফএফকে খাওয়ানো হয় এবং আউটপুট পরবর্তী এফএফের ঘড়ি হিসাবে কাজ করে। আমি একটি অ্যাসিঙ্ক্রোনাস কাউন্টার ব্যবহার করি (একে রিপল কাউন্টারও বলা হয়)। ধারণাটি হল যে আমরা যদি FF- এর 'J' এবং 'K' ইনপুটগুলিতে উচ্চ সংকেত পাঠাই, তাহলে FF ইনপুট ঘড়ির প্রতিটি চক্রে তার অবস্থা টগল করবে। এটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ প্রথম এফএফের প্রতিটি 2 টি টগলের জন্য একটি টগল পরপর এফএফ -এ উত্পাদিত হয় এবং তাই শেষ পর্যন্ত। অতএব আমরা ইনপুট ক্লক সিগন্যালের চক্রের সংখ্যার সমান একটি বাইনারি সংখ্যা তৈরি করি।

উপরে দেখানো হিসাবে, বাম দিকে আমার সার্কিট যা 1 এর জায়গার জন্য 4-বিট আপ কাউন্টার তৈরি করে। এর নীচে আমি একটি রিসেট সার্কিট প্রয়োগ করেছি, এটি মূলত একটি এবং গেট যা ফ্লিপ ফ্লপের রিসেট পিনে একটি উচ্চ সংকেত পাঠায় যদি কাউন্টারের আউটপুট 1010 বা দশমিক 10 হয়। অতএব সেই এবং গেটের আউটপুট হল 1 পালস প্রতি 10 সেকেন্ড সংকেত যা আমরা আমাদের 10 এর স্থান কাউন্টারের জন্য ইনপুট ঘড়ি হিসাবে ব্যবহার করব।

ধাপ 3: সব একসাথে রাখা

একই যুক্তি দ্বারা, আমরা মিনিট এবং ঘন্টা তৈরি করতে কাউন্টারগুলি স্ট্যাক করা চালিয়ে যেতে পারি। আমরা আরও এগিয়ে যেতে পারি এবং দিন, সপ্তাহ এবং এমনকি বছর গণনা করতে পারি। আপনি এটি একটি ব্রেডবোর্ডে তৈরি করতে পারেন, আদর্শভাবে তবে কেউ কেবল সুবিধার জন্য একটি RTC (রিয়েল টাইম ক্লক) মডিউল ব্যবহার করবে। কিন্তু যদি আপনি অনুপ্রাণিত বোধ করেন তবে আপনার মূলত প্রয়োজন হবে:

19 জে-কে ফ্লিপ ফ্লপ (বা 10 ডুয়াল জে-কে আইসি যেমন SN74LS73AN)

• একটি 1 Hz ইনপুট উৎস (আপনি একটি DS1307 মডিউল ব্যবহার করতে পারেন এটি 1 Hz বর্গ তরঙ্গ উৎপন্ন করে)
• 6 বাইনারি থেকে 7-সেগমেন্ট ডিকোডার (যেমন 74LS47D)
• 23 ইনভার্টার, 7 3-ইনপুট এবং গেট, 10 2-ইনপুট এবং গেট, 3 4-ইনপুট এবং গেট, 5 বা গেট
• 7 টি সেগমেন্ট হেক্স ডিসপ্লে

আমি আশা করি আপনি এই নির্দেশাবলী থেকে কিভাবে একটি ডিজিটাল ঘড়ি কাজ করে শিখেছেন, দয়া করে নির্দ্বিধায় কোন প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করুন!