Генератор секундных, минутных и часовых импульсов в одном устройстве

     Для управления работой различных электротехнических устройств часто требуется точно задавать время работы и последовательность включения/отключения электрооборудования. Для решения этой задачи необходим генератор синхронизированных секундных, минутных и часовых импульсов. Такое устройство и описывается в этой статье.
     Генераторы импульсов чаще всего выполняют на различных логических элементах и узлах цифровой техники. Нестандартная реализация конструкции, кроме оптимизации компонентов, подчас предопределяет появление ряда новых интересных эффектов и свойств устройства в целом.
     Два тактируемых триггера 8-разрядного параллельного регистра КР1533ИР23 (рис.1) соединены последовательно и закольцованы. Они используются в режиме приема и передачи сигнала с одного триггера на другой синхронно с положительным перепадом на тактовом входе "C" фронтом импульса от тактового генератора DA1, представляющего собой хорошо известный таймер NE555. Период между импульсами генератора задается цепочкой R2C2 и составляет 1 с. Сразу после включения источника питания все регистры микросхемы DD2 обычно имеют на выходах высокий уровень, но через цепочку C1R1VD2 на вход D1 микросхемы DD2 в начальный момент поступает сигнал низкого уровня, который сразу же появляется на выходе Q1. Далее на выв. 2 и 5 с каждым тактовым импульсом уровни сигналов меняются местами, создавая на выв. 5 делитель тактового сигнала на 2.
     В устройстве имеется микроконтроллер АТ89С2051 (МК), но его не надо программировать, т.к. он не содержит программы. Входы МК DD1 находятся в таком же состоянии, как при чтении его FLACH-памяти в программаторе. Последовательное чтение каждой ячейки памяти выполняется за два периода импульсов от тактового генератора. Для работы устройства используется 1800 ячеек памяти из 2048. Вместе с делителем на триггерах обеспечивается деление тактового сигнала на 3600. Это позволяет выделить сигнал низкого уровня длительностью 1 с один раз в час. Для этого в битах 7 ячеек памяти 0-1798 должны быть записаны "1", а в ячейке 1799 - "0". После чтения ячейки памяти 1799 следующий тактовый импульс от генератора установит на выв. 19 микросхемы DD2 уровень лог. "0", который закроет N-канальный полевой транзистор VT1. "Минус" питания для МК будет отключен, а в следующем такте включен. Эта операция заставит выполнять цикл чтения опять с нулевой ячейки памяти.
     Переход на чтение следующей ячейки памяти выполняется по фронту уровня лог. "1" на входах 5 и 8 МК. Пока этот уровень присутствует, то выводы порта Р1 МК находятся в третьем Z-состоянии. Чтение данных ячейки памяти (исключение - линия Р1.0) продолжается в период длительности уровня лог. "0" на входах 5 и 8 МК. Резисторы R3 и R4 обеспечивают уровень лог. "1" на выводах 18 и 19 МК в период их Z-состояния.
     Если в шестом бите каждой 30-й ячейки памяти записан "0", а в остальных - "1", то на выводе 18 МК через каждые 60 с будет появляться сигнал низкого уровня длительностью 1 с (минутные импульсы). Секундные импульсы снимаются с вывода 3 DA1.
     Выходные буферы порта Р1 МК имеют функцию защиты от короткого замыкания с ограничением тока до 20 мА. Это позволяет использовать в качестве нагрузки оптроны без токоограничивающих резисторов.
     Рис.1