Электронные часы с боем Советский патент 1986 года по МПК G04G13/00 

J

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в электронных часах.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной наделсности и удобства эксплуатации часов.

На фиг, 1 представлена структур- -ная схема электронных часов с боем; на фиг. 2 - временные диаграммы работы часов для времени 24-00 (00- 00) ч.

Устройство содержит генератор 1 секундных импульсов, счетчики 2 секунд, 3 минут, 4 часов, индикатор 5 времени, первый ключ 6, первый счетчик 7, первый элемент 8 сравнения двух двоичных чисел, первый элемент И 9, первый элемент И-НЕ 10, генератор 11 двухтональный, усилитель 12 низкой частоты, громкоговоритель 13 второй Злемент И 14, первый формирователь 15 короткого импульса, третий элемент И 16, первый триггер 17 второй ключ .18, первый элемент И- ИЛИ-НЕ 19,- элементы НЕ 20, второй элемент И-НЕ 21, третий элемент И- НЕ 22, второй элемент.И-ИЛИ-НЕ 23, второй триггер 24, второй счетчик 25 второй элемент 26 сравнения двух двоичных чисел, четвертый элемент И-НЕ 27,- элемент ИЛИ-НЕ 28, пятый элемент И-НЕ 29, второй формирователь 30 короткого импульса, кнопку 31, элементы НЕ 32-44.

Выход задающего генератора 1 под 1 :лючен через счетчики секунд 2, минут 3, часов 4 к индикатору 5 времени. Тактовые импульсы (меандр) с выхода счетчика 2 поступают на первые входы первого 6 и второго 18 ключей первого И первого элемента И-ИЛИ-НЕ 19, которые в исходном состоянии закрыты сигналом логического нуля, потупающим с прямого выхода первого триггера 17, и на вход второго И первого Элемента И-ИЛИ-НЕ 19., который открыт сигналами логической единицы, поступающими с инверсного выхода первого триггера 17 и от кнопки 31. Через открытый вход второго первого элемента И-ИЛИ-НЕ 19 тактовые импульсы поступают на R-входы триггеров 17, 24 и счетчиков 7, 25, предотвращая .случайные их открывани в исходном состоянии от импульсных помех. Импульс наступления очередного часа с выхода счетчика 3 минут поступает через первый формировател

5

0

5

0

5

0

5

0

5

15 короткого импульса, третий элемент И 16 и через инверторы и второй элемент И-ИЛИ-НЕ 23 на S-входы первого 1 7 и второго 24 триггеров. Информация первого разряда текущего времени десятков часов в двоичном коде 1-2 поступает прямо, а второго разряда - через элементы НЕ 20 и третий элемент И-НЕ 22 на вторые входы первого элемента сравнения двух двоичных чисел. Информация текусцего времени единиц часов в двоичном коде 1- 24-8 поступает на вторые входы второго элемента сравнения двух двоичных чисел 26.

При текущем времени 24-00-(00-00) ч .на выходе элемента ИЛИ-НЕ 28 при коде 0000 единиц часов появляется сигнал логической единицы, которым открываются первый и второй И второго элемента И-ИЛИ-НЕ 23, разрешая прохождение одиночных импульсов с выходов первого 15 и второго 30 формирователей короткого импульса по спаду входного сигнала на S-вход второго триггера 24 при наступлении.очередного часа 24-00 (00-00) и при на- лсатии кнопки для повторного боя. При срабатывании второго триггера 24 с его инверсного выхода сигнал логического нуля поступает на входы второго 21, третьего 22 и пятого 29 элемен- .тов И-НЕ. При этом с выхода второго элемента И-НЕ 21 сигнал логической единицы поступает на вход первого ключа 6, разрешая прохождение тактовых импульсов на вход первого счетчика 7, а с выходов третьего 22 и пятого 29 элементов И-НЕ имитируется двоичный код 10 десятков часов и код 0100 единиц часов, соответствующие текущему времени 24-00 (00- 00) ч, которые поступают соответственно на вторые входы элементов 8 и 26 сравнения двух двоичных чисел.

Устройство работает следующим образом.

Задающий -генератор 1 вырабатьюает сигналы эталонной частоты с периодом 1 с (диаграмма 45), которые поступают на вход счетчика 2 секунд, последовательно соединенного со счетчиками 3 минут и 4 часов. Состояние этих счетчиков индицируется.при помощи индикатора 5 времени. Тактовые импуль- . сы (меандр) с периодом 2 с выхода 1 счетчика 2 секунд (диаграмма 46) поступают на входы первого 6 и вто31

рого 18 ключей и на первый И элемента И-ИЛИ-НЕ 19, которые в исходном состоянии закрыты сигналом логического нуля, поступающего с прямого выхода первого триггера 17.

При наступлении очередного часа (момент времени t на фиг. 2 для времени 24-00 ч) от спада импульса, поступающего с выхода счетчика 3 минут на первом формирователе 15 короткого импульса вырабатывается короткий импульс отрицательной полярности, которым через элемент И 16, а также через инвертор и открытый вход первого И второго элемента И-ИЛИ-НЕ 23 по S-входам триггеры 17 и 24 устанавливаются в единичные состояния (диаграмма 47). .

В результате срабатывания второго триггера 24 на вторые входы элемен- тов 8 и 26 сравнения двух двоичных чисел поступают с выходов элементов И-НЕ 22 и 29 имитированные коды 10 и 0100, соответствующие времени 24-00 ч, а с выхода второго элемента И-НЕ 21 подается на вход первого ключа 6 разрешающий сигнал логической единицы для прохождения тактовых импульсов на вход первого счетчика 7. Одновременно после срабатывания пер- вого триггера 17 с его инверсного выхода сигнал логического нуля поступает на вход второго И первого элемента И-ИЛИ-НЕ 19, запрещая прохождение тактовых импульсов на R-входы триггеров 17, 24 и счетчиков 7, 25 (см. диаграмму 57), а с его прямого выхода сигнал логической единицы поступает на входы первого ключа 6, первого элемента И 9 и первого И перво- го элемента И-ИЛИ-НЕ 19, разрешая прохождение через них импульсов.

Через открытый ключ 6 (см. диаграмму 48) тактовые импульсы с периодом 2 с поступают на счетный вход. первого счетчика 7 (см. диаграмму 49). Результат счета первого счетчика 7 (диаграммы 50-53) с его выходов 4-8 в двоичном коде 10 (диаграммы 52, 53) сравнивается с имитированным кодом 24-00 ч десятков часов) элементом 8 сравнения двух двоичных чисел. Когда результат счета сравняется с имитированным кодом (момент времени t на выходе каждого разряда элемента 8 сравнения появляются сигналы логического нуля, которые в инвертированном виде на выходе первого элемента И-НЕ 10 создают сигнал ло

4

гического нуля. Это- сигнал запирае первый ключ 6 и отпирает после инветирования второй ключ 18 и второй элемент И 14. Поэтому тактовые импульсы перестают поступать на вход первого счетчика 7 и начинают поступать на вход второго счетчика 25 (момент времени t). В интервале времени на выходе первого элемента И 9 формируются два импульса (см, диаграмму 54) длительностью и интервалом между ними по 4 с, которые поступают на первый вход двухтонального генератора 11.

Генератор 11 выдает через усилитель 12 на громкоговоритель 13 два звуковых сигнала частотой 400-500 Гц (смо диаграмму 59 в интервале времени ). Как только открывается второй ключ 18 (см. диаграмму 55), тактовые импульсы начинают nocTj -пать на счетный вход второго счетчика 25 (см. диаграмму 56) и через инвертор и открытый второй элемент И 14 - на второй вход двухтонального генератора 11 (см. диаграмму 58), По мере поступления тактовых импульсов на вход второго счетчика 25 двухтональный генератор 11 через усилитель 12 на громкоговоритель 13 выдает 4 звуковых сигнала частотой -800-1000 Гц, длительностью и паузой между ними по 1 с (см. диаграмму 59 в интервале времени ), Результат счета вто- рого счетчика 25 сравнивается вторым элементом 26 сравнения -двух двоичных чисел с имитированным кодом 24-00 ч ( единиц часов) 0100, В момент времени

кода на выходе счетчика рованным кодом 24-00 ч на выходе каждого разряда второго элемента 26 сравнения появляются сигналы логического нуля, которые в инвертированном виде на вькоде четвертого элемента И-НЕ 27 создают сигнал логического нуля. Этот сигнал запирает второй ключ I8 и второй элемент И 14 и через инвертор открывает первый И первого элемента И-ИЛИ-НЕ 19. Поэтому тактовые импульсы перестают поступать на вход второго счетчика 25 и второй вход двухтоналького генератора 11. В момент времени t с приходом следующего тактового импульса триггеры 17, 24, счетчики 7, 25 по Е-входам через открыту5о первую схему И первого элемента И-ИЛИ-НЕ i 9 и все устройство в целом устанавлиt и в результате совпадения

25 с имитиваются в исходные состояния. При этом первая схема И закрывается, а вторая схема И первого элемента И- : ИЛИ-НЕ 19 открывается. Тактовые импульсы через вторую схему И первого . элемента И-ШИ- Е 19 начинают поступать на Р.-входы триггеров 17, 24 и счетчиков 7, 25 (см, диаграмму 58 в интервале времени ),

На этом процесс боя часов заканчивается. При нажатии и отпускании кнопки 31 (диаграмг-1а 60 в момент времени tj) на выходе второго формирователя 30 короткого импульса появля10

кого нуля с выхода первого элемента И-НЕ 10 через инвертор поступает на вход второго ключа 18, который открывается j и тактовые импульсы в момент времени t начинают поступать на вход второго счетчика 25 и через открытьй второй элемент И 14 - на второй вход двухтонального генератора 1. По мере поступления тактовых импульсов на вход второго счетчика 25 двухтональньш генератор 11 через усилитель 12 на громкоговоритель 13 выдает соответствующие текущему времени звуковые сигналы частотой 800ется короткий импульс (диаграмма 61 ), 1000 Гц, длительностью и между ними по 1 с (см. диаграмму 59 в интервале времени t -t ).

которым запускаются через третий элемент И 16 первый триггер 17 и через инвертор и открытый второй И второго элемента И-РШИ-ЫЕ 23 - второй триггер 24, так как в это время (только для текущего времени 24-00, или 00т- 00 ч) иа остальных трех входах обеих схем И второго элемента И-РШИ-НЕ 23 присутствуют сигналы логической единицы: в двух из них после инвертирования двоичного кода 00 в код 11 (десятки часов) с выхода счетчика 4 часов и па третьем - с выхода элемента ИЛИ-FIE 28 в результате поступле- . ния на его четыре входа сигналов логического нуля кода 0000 (единиц часов) с выхода счетчика 4 часов. Дальнейшая работа устройства повторяется, как описано выше для моментов

20

25

30

ду ними по 1 с (см. диаграмму 59 в интервале времени t -t ).

Дальнейшая работа устройства повторяется, как описано вьшге для моментов времени t -t .

Б случае, когда текущее время равно 10-00 ч после срабатывания первого триггера 17 или нажатия и отпускания кнопки 31 для повторного боя, открывается первьтй ключ 6, а второй триггер 24 остается в исходном состоянии, так как на входах второго элемента И-ИЛИ-НЕ 23 в это время присутствует сигнал логического нуля, поступающий после инвертирования кода 01 в код 10 текущего времени с выхода счетчика 4 часов (десятки часов). Через открытый ключ 6 тактовые импульсы поступают на счетный

времени (момент времени ). 35 вход первого счетчика 7, В результате сравнения кода 01 текущего времени (десятки часов) с кодом О с выхода первого счетчика 7 (см. диаграммы 52, 53 в момент времени t ) на выходах первого элемента 8 сравнения и первого элемента И-НЕ 10 появляется сигнал логического нуля, который запрещает прохождение тактовых импульсов через первый ключ 6. В интер& случае 5 когда текущее время меньше 10ч, при наступлении очередного часа 5-ши нажатии и отпускании кнопки 31 для повторного боя срабатывает только первый триггер 17, второй триггер 24 остается в исходном состоянии, так как на входах второго элемента Й-ИЛИ-НЕ 23 в это присутствует

сигнал логического нуля, ко горый пос-45 вале времени , на выходе первого

элемента И 9 формируется импульс (см. диаграмму 54) длительно.тупает с выхода элемента ИЛИ-НЕ 28 в результате поступления на его входы кода, отличного от.кода 0000 текущего времени, с выхода счетчика 4 часов (единиц часов), В результате сравнения кода 00 текущего времени с кодом 00 с выхода первого счетчика 4 часов на выходах первого элемента 8 сравнения и первого элемента И-НЕ 10 сразу же появляется сигнал логического нуля, который запрещает прохождение тактовых импульсов через первый ключ 6 на вход .первого счетчика 7, Одновременно сигнал логичес50

55

стью 4 с, который поступает на первый вход двухтонального генератора 11. Генератор 11 вьщает через усилитель 12 на громкоговоритель 13 один звуко вой сигнал частотой 400-500 Гц (см. диаграмму 59 в интервале времени t - -t,.).. .

Ввиду того, что код текущего времени единиц часов равен 0000 и при сравнении с кодом 0000 второго счетчика 25 на выходе второго эле

кого нуля с выхода первого элемента И-НЕ 10 через инвертор поступает на вход второго ключа 18, который открывается j и тактовые импульсы в момент времени t начинают поступать на вход второго счетчика 25 и через открытьй второй элемент И 14 - на второй вход двухтонального генератора 1. По мере поступления тактовых импульсов на вход второго счетчика 25 двухтональньш генератор 11 через усилитель 12 на громкоговоритель 13 выдает соответствующие текущему времени звуковые сигналы частотой 8001000 Гц, длительностью и меж1000 Гц, длительностью и меж

ду ними по 1 с (см. диаграмму 59 в интервале времени t -t ).

Дальнейшая работа устройства повторяется, как описано вьшге для моментов времени t -t .

Б случае, когда текущее время равно 10-00 ч после срабатывания первого триггера 17 или нажатия и отпускания кнопки 31 для повторного боя, открывается первьтй ключ 6, а второй триггер 24 остается в исходном состоянии, так как на входах второго элемента И-ИЛИ-НЕ 23 в это время присутствует сигнал логического нуля, поступающий после инвертирования кода 01 в код 10 текущего времени с выхода счетчика 4 часов (десятки часов). Через открытый ключ 6 тактовые импульсы поступают на счетный

стью 4 с, который поступает на первый вход двухтонального генератора 11. Генератор 11 вьщает через усилитель 12 на громкоговоритель 13 один звуко вой сигнал частотой 400-500 Гц (см. диаграмму 59 в интервале времени t - -t,.).. .

Ввиду того, что код текущего времени единиц часов равен 0000 и при сравнении с кодом 0000 второго счетчика 25 на выходе второго элеJO

мента 26 сравнения и четвертого эле- , мента И-НЕ 27 присутствует сигнал логического нуля, второй ключ 18 остается закрытым. При этом момент времени tj совмещается с моментов времени 5 t,. В момент времени t с приходом следующего тактового импульса триггер 17 и счетчик 7 по R-входам через открытую первую схему И первого элемента И-ИЛИ-НЕ 19 и все устройство в целом устанавливаются в- исходное состояние.

В случае, когда текущее время равно 20-00 ч после срабатывания первого триггера 17 или нажатия и отпускания кнопки 31 для повторного боя, происходит подача устройством двух звуковых сигналов частотой 400-500 Гц, длительностью и интервалом между ними по 4 с. Дальше устройство работает так, как описано выше для времени 10-00 ч.

В случае, когда текущее время бо15

20

ча, два счетчикаj два триггера, два элемента сравнения двух двоичных чисел, два формирователя короткого импульса, двухтональный генератор, три элемента И, пять элементов И-КЕ, эле мент ИЛИ-НЕ, два элемента И- ИЛИ-НЕ, пятнадцать элементов НЕ и кнотгка, причем первые входы первого и второго ключей, первого и второго И пер- . вого элемента И-ИЛИ-НЕ подключены к выходу первого разряда счетчика секунд, выход первого ключа соединен со счетным входом первого счетчика, выходы 4-8 которого подключены к первым входам первого элемента сравнения двух двоичных чисел, а выход 2 первого счетчика соединен через инвертор с первым входом первого эле мента И, выход счетчика минут подключен через первый формирователь ко роткого импульса к первому входу тре тьего элемента И и через инвертор - к первому входу первого И второго

лее 10-00 или 20-00 ч после срабаты- - элемента И-ИЛИ-НЕ, выход третьего

Элемента И соединен с S-входом пер30

вания первого триггера 17 или нажатия и отпускания кнопки 31 для повторного боя, открывается первый ключ 6, происходит подача устройством одного или двух звуковых сигналов частотой 400-500 Гц, длительностью и интервалом между ними по 4 с. После закрывания первого ключа 6 и открывания второго ключа 18 происходит подача звуковых сигналов частотой 800- 1000 Гц, длительностью и интервалом по 1 с с количеством, соответствующим текущему на данный момент времени.

Во всех случаях начало подачи зву- Q ковых сигналов боя строго совпадает со временем наступления 00 мин и 00 с (см. диаграмму 59 в момент вре35

вого триггера, прямой выход которого подключен к вторым входам первого и второго ключей, к второму входу первого И первого элемента И-ИЛИ-НЕ и второму входу первого элемента И, а инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом второго И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, выход второго ключа подключен к счетному входу второго счетчика и через инвертор - к первому входу второго элемента И, выходы первого элемента сравнения двух двоичных чисел соединены через инверторы с входами первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к третьему входу первого ключа и через инвертор - к второму входу второго элемента И, к третьему входу второго ключа и к третьему входу первого И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, выход 1 счетчика часов соединен с вторым вхо дом первого разряда первого элемента сравнения двух двоичных чисел и через элемент НЕ - с первыми входами второго элемента И-НЕ и с входом первого, второго И второго элемента И- ИЛИ-НЕ, а выход 2 счетчика часов подключен через элемент НЕ к входам второго, третьего элементов И-НЕ и к входам первого, второго И второго элемента И-ШШ-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с четвертым входом первого ключа, выход третьего элемента И-НЕ подключен к второму

мени t и

t.)

и строго соответ ствует

значению текущего времени. Формула изобретения

Электронные часы с боем, содержание усилитель низкой частоты, соединенный с входом громкоговорителя, генератор секундных импульсов, подключенный к последовательно соединенным счетчику секунд, счетчику минут и счетчику часов, выходы которых соединены с индикатором времени, отличающие ся тем, что, с целью повьшения точности формирования сигналов боя, в них введены два клюO

,

5

0

ча, два счетчикаj два триггера, два элемента сравнения двух двоичных чисел, два формирователя короткого импульса, двухтональный генератор, три элемента И, пять элементов И-КЕ, элемент ИЛИ-НЕ, два элемента И- ИЛИ-НЕ, пятнадцать элементов НЕ и кнотгка, причем первые входы первого и второго ключей, первого и второго И пер- . вого элемента И-ИЛИ-НЕ подключены к выходу первого разряда счетчика секунд, выход первого ключа соединен со счетным входом первого счетчика, выходы 4-8 которого подключены к первым входам первого элемента сравнения двух двоичных чисел, а выход 2 первого счетчика соединен через инвертор с первым входом первого элемента И, выход счетчика минут подключен через первый формирователь короткого импульса к первому входу третьего элемента И и через инвертор - к первому входу первого И второго

0

Q

5

5

0

5

вого триггера, прямой выход которого подключен к вторым входам первого и второго ключей, к второму входу первого И первого элемента И-ИЛИ-НЕ и второму входу первого элемента И, а инверсный выход первого триггера соединен с вторым входом второго И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, выход второго ключа подключен к счетному входу второго счетчика и через инвертор - к первому входу второго элемента И, выходы первого элемента сравнения двух двоичных чисел соединены через инверторы с входами первого элемента И-НЕ, выход которого подключен к третьему входу первого ключа и через инвертор - к второму входу второго элемента И, к третьему входу второго ключа и к третьему входу первого И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, выход 1 счетчика часов соединен с вторым входом первого разряда первого элемента сравнения двух двоичных чисел и через элемент НЕ - с первыми входами второго элемента И-НЕ и с входом первого, второго И второго элемента И- ИЛИ-НЕ, а выход 2 счетчика часов подключен через элемент НЕ к входам второго, третьего элементов И-НЕ и к входам первого, второго И второго элемента И-ШШ-НЕ, выход второго элемента И-НЕ соединен с четвертым входом первого ключа, выход третьего элемента И-НЕ подключен к второму

входу второго разряда первого элемента сравнения двух двоичных чисел, выход второго элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с S-входом второго триггера, инверсный выход которого подключен к третьему входу второго элемента И-НЕ, к второму входу третьего элемента И-НЕ и к первому входу пятого элемента И-НЕ, выходы 1-2-4-8 второго с.четчика соединены с первыми входами второго элемента сравнения двух двоичных чисел, выходы которого подключены через инверторы к. входам четвертого элемента И-НЕ, выходы 1-2-4-8 счетчика часов соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ и с вторыми входами, кроме выхода 4, второго элемента сравнения двух двоичных чисел, а выход 4 подключен через инвертор к второму входу пятого элемента И-ЙЕ, выход которого соединен с вторьм входом третьего разряда второго элемента сравнения двух двоичных чисел, выход четвертого элемента И-НЕ подключен к четвертому входу второго ключа, к третьему входу второго элемента И и через инвертор - к четвертому входу первого И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с R-входами первого, второго триггеров и первого, второго счетчиков, выход первого и второго эле- ментов И подключены к входам двухто- генератора, выход которого с входом усилителя низкой выход элемента ИЛИ-НЕ под- третьему входу первого И и к четвертому входу второго И второго элемента И-ИЛИ-НЕ, выход кнопки соединен с третьим входом второго И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, а через второй формирователь короткого им- пульса - с вторым входом третьего элемента И и через инвертор - с четвертым входом второго И второго элемента И-ИЛИ-НЕ.

нального соединен частоты, ключен к

Редактор И. Рыбченко

Составитель М. Хаустов Техред Н. Глущенко

Заказ 7064/51 . Тираж 398

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

cvj

Корректор Г. Решетник

Подписное

Изобретение относится к приборостроению и позволяет повысить эксплуатационную надежность и удобство эксплуатации часов. В случае, когда текущее время более 10-00 или 20-00ч, после срабатывания триггера 17 или нажатия и отпускания кнопки 31 для повторного боя открьшается ключ 6 и происходит подача устройством одного или двух звуковых сигналов частотой 400-500 Гц, длительностью и интервалом между ними по 4 с. После закрывания ключа 6 и открывания ключа 18 происходит подача звуковьгх сигналов с частотой 800-1000 Гц, длительностью и интервалом по 1 с с количеством, соответствукмцим текущему на данный момент времени. Начало подачи звуковых сигналов боя совпадает со временем наступления 00 мин и 00 с и соответствует значению текущего времени. 2 ил. с & to 00 о ел о ел