Binäruhr - Binärzähler

Peter Heitzer schrieb:

Hallo,

wenn man die nicht sehr sauber entstört wird das nichts, die Uhr geht massiv vor.

BCD wollte er wohl nicht, er schrieb ja 5 bis 6 Bit, also HH als Binärzahl o bis 23 anzeigen mit 5 LED, MM als Binärzahl 0 bis 59 mit 6 LED.

Bye

Marcel Müller schrieb:

Hallo,

das klappt nur wenn man die Netzfrequenz sehr sauber entstört, sonst geht die Uhr heftig vor, wenn man einen Netzschalter betätigt macht sie einen Sprung.

Bye

"Patrick Kibies" schrieb:

Bei mir war der "Verdrahtungsaufwand" der Hauptgrund, warum ich vor Jahren auf µC-Technik umgestiegen bin. Und was an der Strippenzieherei Spaß machen soll, wirst du mir auch nicht glaubhaft vermitteln können. Ich empfinde das Programmieren eines µC viel aufregender.

Gruß Herrmann

Asynchrone Logik ist auch in der Simulation schwierig. Man muss sich mit der Beschreibung der realen asynchronen Bauteile ziemlich anstrengen, wenn man die Gemeinheit der realen Welt wirklich "treffen" will.

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         Georg Acher, acher@in.tum.de
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         "Oh no, not again !" The bowl of petunias

Wo ist denn da ein Problem, da nimmt man Dioden als UND, einen R gegen + und paralell einen kleinen C gegen Spikes. Dieses dann an den nächsten 4024 Eingang, zum Reset einen hochohmigen RC Tiefpass. Einen 4060 als Quarzoszillator + 3 mal 4024 sollten doch ausreichen. Zum Verstellen zwei Taster nehmen, mit denen man die Eingänge der 4024 wahlweise an die Sekunden bzw s-halbe schaltet und fertig ist die Laube bzw Binäruhr.

74HC4024 damit die LEDs highside getrieben werden können.

Das wird dann ein Projekt für einen Mikrocontroller. Mal sehen. Nach der Binäruhr. Ich habe noch ein paar Plätze an den Wänden frei...

Gruß Patrick

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Registered Linuxuser #410948

das vermutlich kannst du besser auf das Oszi, als auf das "Lahm" beziehen. Ich hatte bisher keine Not eins anzuschaffen weil ich vor'm Abi Zugriff auf unterschiedliche zwar alte, aber brauchbare, Oszilloskope in der Schule (Physikraum) hatte. Inzwischen ist die Not da größer. Ein Stundenplan mit vielen Freistunden und ein elektronikbegeisterter Physiklehrer im Kollegium ist dann auch eine geniale Kombination.

Hm.

Gruß Patrick

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Registered Linuxuser #410948

"Patrick Kibies" schrieb:

Es sollte ein schnelles Oszi sein, um spikes oder glitches sehen zu können. Mindestens 60 oder besser ab 100MHz Bandbreite wär schon gut, propagation delay eines HC Gatters liegt u.U. auch nur bei wenigen (unter bis deutlich unter 10) ns.

Wobei ich nicht einverstanden wäre dass 'hazard' und 'race' und 'spike' und 'glitch' synonym wären wie es dort steht.

Vielleicht sollte unser Makus da mal die Wikipedia etwas in Richtung differenzierterer Darstellung aufmöbeln? So in der Art, wie er das letztens so vorbildlichst anhand eines KFZ-Überspielkabels vorexerziert hat.

8-}

Patrick: Ein Vorteil, falls du es mit CPLD versuchen wolltest wäre, dass beiliegende Tutorials dieses Problem erstmal breit auswalzen und (didaktisch-praktisch) recht gut vermitteln und ausserdem die Entwicklungsumgebung dich später u.U. anmeckert wenn du Dinge in diese Richtung machst.

Gut, wie Georg richtig schrieb, Simulation ist etwas tricky... aber als Einsteiger bekommst du schon in der Designphase 'warnings', die du nicht bekommst wenn du 74HC zusammenlötest.

Manche Sachen machst du auch nicht, weil deine kombinatorischen Rückführungen schon "registered" sind per Software-makros bzw Makrocells. Ausser, du gehst zwischendurch über die I/O pin raus und gleich wieder rein auf clock des nächsten Bausteins :)

Fazit: Ich finde, man kann gerade aus didaktischen Gründen CPLD empfehlen, auch wenn sich vergleichsweise äh, ... Senioren ... mit erlernen vom Neuem etwas schwertun *g*.

Fehler kommen dann sowieso, hab' ich überhaupt keine Bedenken! (warnings sind ja auch keine errors und werden i.d.R. ignoriert

*g*) und damit dann auch der Lerneffekt, etwas Standfestigkeit vorausgesetzt.

Nur der Stromverbrauch von den Dingern schmerzt, aber irrelevant wenn man sie als Einstiegsdroge nimmt.

Moment:

Sekunden: 111100 ---> 0 + 0 + 4 + 8 + 16 +32 = 60 Reset sobald "60" angezeigt würde. Bei dem Entwurf mit den synchronen Zählern müsste man den Reset einleiten wenn 59. angezigt wird, damit beim nächsten Clock null angezeigt wird.

Also 111011 --> Sind schonmal zwei NICHT-Gatter gespart (eins bei den Sekunden, eins bei den Minuten)

Und bei den Stunden Analog das Gleiche mit 23 statt 24 also statt 11100

10111. Auch hier fällt ein NICHT-Gatter weg.

Hochgenau? Bei dem was sich so alles auf einer Netzleitung findet? Gerade in Zeiten wo oft viele Schaltnetzteile mit schlechter Entstörung am Markt sind würde ich an der Qualität der 50Hz aus dem Netz zweifeln. Mein oller Radiowecker, der sich von eben dort den Takt besorgt, ist seiner Zeit jedenfalls voraus.

Dachte ich mir.

Bleistift zück und notier.

Das UND in Diodenlogik funktioniert so, nehme ich an:

Für jeden Eingang ist eine Diode vorhanden, die einen postiven Pegel sperrt (Katode am Eingang) die Anoden sind alle miteinander Verbunden und werden über einen Pull-Up-Widerstand (1kOhm?) an 5V gelegt. Solange an irgendeiner Diode ein LOW-Pegel anliegt wird über die betreffende Diode Die Spannung am Ausgang auf LOW gezogen. (Also bis auf die Diffusionsspannung der Diode). 0,7V (Silizium) werden sowohl bei TTL als auch bei CMOS-Pegeln noch als LOW gewertet, wenn ich die entsprechende Seite im ELKO richtig verstanden habe.

Also die "A, B, C, D" - Pins, um mittels "Programmierung" den Zähler auf null zu setzen.

Also um das Signal zu negieren, LOW an LOAD schaltet von "zählen" auf "programmieren", die Eingänge liegen alle an Masse, der Zähler nimmt "0000" an.

Klar. Die Ausgänge bleiben einfach offen.

Wunderbar!

Das liest sich prima!

Wäre ein nettes Gimmick.

das ist ja noch zu überblicken.

Hm. Reichelt hätte 74HC191. Sollte damit auch funktionieren....

Gruß Patrick

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Registered Linuxuser #410948

"Patrick Kibies"

Jupp :) Richtig und richtige Richtung :)

Temperaturdrift.

hat was für sich. Asynchron ist aber interessanter, schneller (im Ernst jetzt :) Vielleicht aber doch was für später... *g*

denk' auch an die Störabstände! UND ist UND und OR ist OR, egal ob mit Dioden oder irgendwelchen Chipsen, aber der Störabstand interessiert auch. Vor allem, wenn man kaskadiert.

aha, hamm' wa schon den Fall! Oje oje... :)

hehehe... :) Aber irgenwas muss einen Lerneffekt ja induzieren. So gesehen also prima, ja!

In Bezug auf was? Funktionalität, *wenn es* funzt? Ja, stimme ich zu. Kosten? Klar, gleichwertig. Lerneffekt/Lerneffizienz? Hmmm...

Hm. Die hat ein Maßband auch, aber halt nicht nennenswert. Eine Uhr ist aber auch eine andere Baustelle, hier summieren sich die Fehler ja über die Zeit.

Störabstand wird geringer, weil die "0" bei Diodenlogik als 0,7V daregstellt wird, richtig? Die 0,7V addieren sich von "Ebene" zu "Ebene" weiter. Irgendwann ist man dann über der Schwelle wo der Eingang auf high schaltet. Störspannungen aus diversen Effekten[tm] reichen dann schon

700mV (pro Ebene) früher um zu stören. Ich hätte ja zunächst nur eine Ebene. Mit Schmitt-Triggern könnte man auch den Störabstand wiederherstellen... *duck*

Hm? /RC wird beim Übergang 15 -> 0 negativ und dann wieder positiv. Also kann man damit doch einen weiteren Zähler ansteuern und zum Zählen bewegen...

So ganz habe ich das auch noch nicht verstanden. Der Vorteil bei der Synchronen Bearbeitung besteht wohl darin, dass nichts gezählt wird wenn gerade keine passende Flanke am Clock-Eingang des Zählers vorbeikommt. Aber was ist, wenn Störungen genau in dem Zeitraum auftreten? Prellen OK, es wird pro "Clock" nur einmal gezählt und bei einer Taktung mit einem Hertz oder wird das Prellen halt nicht gezählt weil die nächste passende Flanke am Clock da erst "Jahrhunderte" später folgt. So lange das Ganze also hinreichend langsam ist...

Hm. Ich brauche an sich nur die ICs kaufen. Den Rest habe ich so oder so herumliegen. Hm. Leuchtdioden noch, da habe ich garantiert nicht genug im Vorrat. Sowohl µC (das ist ja sowieso das Konkurrenzprojekt von dem Bekannten) als auch CPLD werde ich aber mal genauer abklopfen und mir ansehen.

Gruß Patrick

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Registered Linuxuser #410948

Wenn man es ordentlich macht, und einen gnadenlosen Tiefpass nebst Schmitt-Trigger darauf setzt, sind die Störungen in den Griff zu bekommen. Einfach ein Analogfilter 2. Ordnung mit fc = 50Hz und größerem Q (nicht aperiodisch) nehmen. Wenn es auch eine Spule sein darf, geht das unter Berücksichtigung der Lastimpedanz auch passiv. Von dem Hochfrequenten Dreck der SNTs bleibt da nicht mehr viel übrig. Außerdem braucht man ja auch etwas, um die kurzfristigen Unterbrechungen bei Gewitter zu kompensieren. :-)

Wenn man es besser haben will, muss man eine PLL auf die 50Hz synchronisieren oder gleich eine Funkuhr bauen.

Ja, genau so. Ich würde aber deutlich mehr als 1kOhm nehmen. Es muss ja nicht schnell sein. Dank der Synchronen Zähler hat man eine ganze Sekunde Zeit, bis sich der Pegel stabilisiert hat. Und bei CMOS muss es sogar deutlich mehr sein. Die können nicht so viel Strom. So 10k sind besser. Dadurch reduziert sich auch die Durchlasspannung der Dioden etwas. Und hör nicht auf die Panikmache mit den Störabstand. Die Schaltung würde mit TTL selbst auf dem Steckbrett zuverlässig laufen. Jeder Consumer-PC ist unzuverlässiger ausgelegt. Es soll ja keine Military-Anwendung werden. Und Falls dann immer noch Bedenken sind, dann eben Schottky-Dioden statt

1Nbillig nehmen (z.B. BAT4x).

Ja.

Exakt.

Nicht ganz ... da sind noch die LEDs.

Nein, das geht nicht, sonst hätte ich den schon empfohlen. Der 74191 lässt sich nicht synchron zurücksetzen. 74161 geht wieder per /LOAD, aber der kann kein up/down zum Stellen. LS169 gibt es auch bei Reichelt für ein paar Cent. Um den Stromverbrauch würde ich mir jetzt auch nicht so viele Sorgen machen. Bei den wenigen Chips dürfte auf Platz 1 der Verbrauchshitparade der Trafo bzw. die Wandwarze stehen. Auf Platz 2 wahrscheinlich die LEDs und dann erst die TTLs. Außerdem sind die LS-Dinger eher noch weniger anfällig gegen Störungen als das CMOS Zeugs.

Btw. ich habe noch eine Idee, wie man noch einen Chip sparen kann: Das niederwertigste Bit des Stundenzählers könnte man evtl. mit dem übriggebliebenen Flip-Flop des '390 Ripple-Counters Realisieren. Da es bei allen Operationen (Count Up/Down und 23->0) immer seinen Zustand ändert, ist es eigentlich invariant zum Rest der Logik und braucht nicht unbedingt synchron zu sein. Dann braucht man nur einen '169 für die restlichen 4 Bit. Ich bin mir aber nicht ganz sicher, ob man sich damit keinen Ärger bzgl. Spikes auf dem Clock des '390-Flip-Flops einhandelt. Notfalls mit RC-Tiefpass und einem Gatter des 7414 platt bügeln. Die Inversion braucht man glaube ich sowieso, weil der '390 bei der fallenden Flake schaltet und nicht bei der steigenden. Und ob die Stunden erst eine Millisekunde später richtig anzeigen, interessiert auch keinen.

Marcel

4060 mit Quarz...

Nö. Weil dann muss ich das Ding mit Wechselspannung versorgen muss.

Dicke Elkos sind sowieso immer spaßig ;).

Alles klar, dann nehme ich 10k.

Och. Ich versuch das erstmal mit 1N4148, kann man ja immernoch umlöten...

Äh. ja. Was ich meinte: Die Ausgänge, die Bits repräsentiere, die ich nicht nutze.

Uh? Laut Datenblatt lässt der sich über D_0 bis D_3 setzen wenn /PL LOW ist.

Das habe ich erwartet...

...und das vermutet.

Auf den kommt es auch nicht mehr an.

Dafür ist das ja ein Schmitt-Trigger...

Wer das merkt kriegt 'nen Orden.

Gruß Patrick

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Registered Linuxuser #410948

? - irgendwo wird es immer Wechselspannung sein, oder soll es mit Batterie laufen? Dann wären die LEDs aber eher unangebracht. Oder sollte das darauf anspielen, dass AC-Wandwarzen seltener sind als DC?

Eigentlich nur beim Kurzschließen. Aber dicke MP-Folienkondensatoren knallen besser.

Bei CMOS geht auch noch deutlich mehr. Ändert aber nix außer dem Stromverbrauch.

Mache ich auch immer. Umlöten ist bei den Haufen Dioden aber einiges an Arbeit. Ist aber egal, weil nicht nötig. Als ich vor über 20 Jahren erstmal solche Dioden-Schaltungen gebastelt habe, wusste ich gar nicht, was eine Schottky-Diode ist. Kurzum, daram ist es /nie/ gescheitert.

Schon klar, hatte den :-) vergessen.

Ja, aber assynchron, also sofort, nicht erst beim nächsten Takt. Auf die Tour zählt der Zähler nur ein paar Nanosekunden lang bis zur gewünschten Zahl, falls er sich nicht schon vorher durch Spikes zurücksetzt.

Marcel

Ich könnte auch sowieso eine Gleichspannungsleitung im Haus haben. Habe ich aber nicht. Oder ich könnte das Ganze an einem Fahrzeugbordnetz betreiben wollen. Oder mir ist ein Quarzoszillator einfach sympathischer als noch Siebkette, Gleichrichtung und Spannungsregelung vorsehen zu müssen.

:D - Guter Tipp.

Hmmmm. Dumm das. Für das erste Problem hätte ich noch eine Lösung...

Gruß Patrick

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Registered Linuxuser #410948