TTL-Kalender

Beschreibung

Nach der Fertigstellung der TTL-Quarzuhr waren immer noch jede Menge TTL-ICs übrig, so dass ich mich entschlossen habe, noch einen passenden Kalender zu bauen. Der Kalender zeigt den aktuellen Tag, Monat und das Jahr an und erkennt automatisch die Länge der Monate sowie Schaltjahre (abgesehen von Sonderfällen wie 2100). Da ich in dieser Schaltung die vorhandenen ICs verbaut habe und keine neuen kaufen wollte, ist sie teilweise etwas eigenartig und vielleicht auch umständlich aufgebaut, tatsächlich musste ich aber kein einziges IC dazukaufen, musste jedoch für die Anzeigentreiber und auch für manche Zähler auf HCMOS-ICs zurückgreifen (einer der Zähler ist ein CMOS-IC, das gehörte jedoch auch zu den ICs, die ich loswerden wollte).

Funktion

Die Schaltung lässt sich grob in die 3 Teile für Jahr, Monat und Tag einteilen. Am einfachsten ist der Teil für die Jahre aufgebaut: IC4 und IC5 sind die Zähler für die Einer- bzw. Zehnerstelle, wobei IC5 schon einen integrierten Anzeigedekoder hat. Da IC5 jedoch ein CMOS-IC ist, wird noch ein Ausgangstreiber benötigt, deswegen habe ich einen ULN2003 nachgeschaltet. IC4 verwendet den üblichen 74HC4543 als Anzeigendekoder. Die Gatter links von IC5 dienen dazu, aus den siebensegment-codierten Ausgängen das Q_A-Signal zu rekonstruieren, welches immer High ist, wenn der Zählerstand ungerade ist. Zusammen mit IC11B und IC8C wird daraus ein Signal, ob das aktuelle Jahr ein Schaltjahr ist: das Jahr ist durch 4 teilbar, wenn entweder die Zehnerstelle gerade und die Einerstelle durch 4 teilbar ist, also Q_A und Q_B beide Low sind, oder wenn die Zehnerstelle ungerade und "Einerstelle + 2" durch 4 teilbar ist, also Q_A Low und Q_B High ist.

Für die Monate wird nur ein Zähler-IC eingesetzt, der rückwärts von 12 bis 1 zählt, da ich für diese Zählweise die einfachste Gatterschaltung gefunden habe. Bei Zählerstand '0' wird RCO Low und lädt das IC dadurch mit dem an den Eingängen A bis D anliegenden Zählerstand, hier 12. Die diversen Gatter oberhalb von IC3 dienen dazu, den Zählerstand passend für die Einerstelle zu dekodieren sowie ein weiteres Signal zur Verfügung zu stellen, wenn die Zehnerstelle '1' ist. Da die Zehnerstelle nur '0' oder '1' sein kann, habe ich eine 1,5-stellige Anzeige verwendet und zeige nur die Eins an, dadurch konnte ich den Anzeigedekoder für die Zehnerstelle durch einen einzigen Transistor ersetzen. Die Einerstelle verwendet wie gewohnt einen 74HC4543-Dekoder. Weitere Gatter (links von IC3) stellen Signale zur Verfügung, von denen eines High ist, wenn der Monat 31 Tage hat und ein weiteres, welches nur im Februar und im März High ist (Zählerstand 11 und 10, d.h. Q_D und Q_B sind High, bei allen anderen Zählerständen zwischen 12 und 1 ist mindestens einer dieser Ausgänge Low). Diese Signale führen auf einen Multiplexer, der aus den verschiedenen Reset-Signalen des Tageszählers das richtige für den jeweiligen Monat auswählt. Dass das zweite Signal auch im März High ist stört nicht, da ja dann zusätzlich das erste Signal ebenfalls High wird und dadurch ein anderer Eingang des Multiplexers ausgewählt wird. Der dritte Adresseingang des Multiplexers ist mit dem "Schaltjahr"-Ausgang des Jahreszählers verbunden.

Für die Tage kommen zwei als normale Aufwärtszähler verwendete 74HC190-Dezimalzähler zur Verwendung. Da ich nur noch einen Anzeigedekoder übrig hatte, habe ich für die Zehnerstelle verschiedene Gatter sowie 4 PNP-Transistoren für die benötigten Segment-Gruppen verwendet. Anders als bei den anderen Gruppen ist hier eine Anzeige mit gemeinsamer Kathode eingebaut, da ich keine zwei gleichen Anzeigen mit gleicher Helligkeit mehr hatte. Ein paar zusätzliche UND-Gatter stellen Reset-Signale bei den Zählerständen 29, 30, 31 und 32 zur Verfügung, aus denen der bereits erwähnte Multiplexer IC12 das richtige für den jeweiligen Monat auswählt. Dabei gibt es insgesamt 8 verschiedene Fälle:

31-Tage-Monat	nein	nein	nein	nein	ja	ja	ja	ja
Februar/März	nein	nein	ja	ja	nein	nein	ja	ja
Schaltjahr	nein	ja	nein	ja	nein	ja	nein	ja
Reset bei Zählerstand: (Monatslänge + 1)	31		29	30	32

Zusätzlich zu den drei Zählergruppen und dem Multiplexer gibt es natürlich noch die Taster zum Stellen, die genau wie in meinen anderen Uhren mit XOR-Gattern mit den jeweiligen Signalen der vorherigen Stufe zusammengeführt und auf den Takteingang der folgenden Stufe gegeben werden. Dazu kommt noch die R-C-Glieder hinter den Tastern mit einem Schmitt-Trigger, um die Taster zu entprellen. Eine ähnliche Schaltung findet sich am Eingang für das Signal von der Uhr, um Störungen auf der Verbindungsleitung herauszufiltern.

Schaltplan (Stromversorgung der ICs und Netzteil mit 7805 nicht eingezeichnet)
Schaltplan (Druckversion)

Fotos

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Fertig aufgebaut, noch ohne Kühlkörper.

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Lötseite.

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Der Kalender in Betrieb. Eine bei einem anderen Projekt übriggebliebene Frontplatte eines Alu-Gehäuses dient als Kühlkörper, eine Verbindung zur Uhr gibt es noch nicht.