КР145ИК1901

Она самая.

КР145ИК1901 (К145ИК1901) — одна из наиболее распространённых советских микросхем, предназначенных для построения электронных часов.

Общая информация

Полупроводниковая интегральная микросхема КР145ИК1901 предназначена для использования в качестве оперативного устройства в настольных электронных часах с будильником и секундомером. Она призвана служить основой электронных часов, таймеров, а также работать в составе бытовой или иной аппаратуры для включения и выключения различных устройств в заданные программно моменты.

КР145ИК1901 представляет собой большую интегральную микросхему, выполненную в керамическом корпусе с 48-ю выводами. Также выпускался вариант с 40-ми выводами. Масса не более 7,0 г.

Производилась заводами «Квантор» (Тернопольская область, г. Збараж) и, по некоторым данным, «Квазар» (г. Киев).

Структура и принципы работы

КР145ИК1901 относится к серии управляющих микросхем К145ИК19, работающим по жёстко заданной программе, записанной во внутреннее ПЗУ. Структурную схему БИС этого семейства можно представить так:

Структурная схема БИС содержит: устройство управления (УУ); операционное устройство (ОУ) и устройство синхронизации (УС).

В устройстве управления ПЗУ программ содержит программы из стандартных команд для арифметико-логического устройства (АЛУ) объёмом 128 20-разрядных слов. Каждое слово определяет трёхразрядный код условного перехода (КУС), семиразрядный код адреса следующей команды, выбора адреса из ПЗУ синхропрограмм и кода модификации синхропрограммы (КОМ). Постоянное запоминающее устройство синхропрограммы задаёт адреса в ПЗУ микрокоманд и их временную привязку, т. е. синхронизирует обработку информационного слова с движением информации в сдвиговых регистрах оперативной памяти. ПЗУ микрокоманд осуществляет непосредственное управление АЛУ путём задания элементарных операций, таких, как пересылки, сдвиги, логическое сравнение, суммирование и т. п.

Арифметико-логическое устройство, включающее мультиплексор данных, одноразрядный сумматор, регистр статуса, аккумулятор, регистры оперативной памяти РгМ, PгR, S1, блок констант, регистр индикации, выходную матрицу и два буферных регистра S2 и S3 для выдачи внешних управляющих сигналов, предназначено для обработки информационных слов, хранения их и выдачи результатов обработки в виде управляющих сигналов на внешние устройства.

Управляющие сигналы выдаются на внешние устройства через буферные регистры S2 и S3, информация для отображения на индикаторном устройстве выдается параллельно через регистр индикации и выходную матрицу, в которой двоичные коды преобразуются в коды семисегментных десятичных цифр. Рассматриваемая структура АЛУ позволяет задавать определенные режимы работы схемы по состоянию регистра статуса, подключенного на выход сумматора. Изменение состояния регистра статуса осуществляется при обработке содержимого регистров РгМ, PгR, S1, блока констант. Для расширения памяти регистров РгМ и PгR, если это потребуется при перепрограммировании и изменении назначения БИС, предусмотрена возможность подключения последовательно внешних регистров памяти (в варианте КР145ИК1901 не используется). Устройство синхронизации (УС) предназначено для генерации четырех фазовых импульсов Ф1-Ф4, обеспечивающих синхронизацию всех процессов приема, обработки и выдачи информации. Устройство синхронизации содержит задающий генератор (ЗГ), формирующий прямоугольные импульсы Ф1-Ф4, двоичный счетчик, формирующий временные последовательности синхронизирующих импульсов E1-ЕЗ, Dl-D4. В момент окончания одного цикла работы УС формируется импульс СИ, который может быть использован для различных целей во внешних устройствах.

Ошибка создания миниатюры: Файл не найден

Часы «Электроника 13.11А», работающие под управлением микросхемы КР145ИК1901.

Для задания ЗГ необходимого режима работы имеется возможность подключения времязадающих RC-цепей или внешнего кварцевого резонатора 32768 Гц. Задающий генератор настроен на частоту 32768 Гц. Поэтому доступ к памяти осуществляется со скоростью обмена, равной 32768 бит/с. При счете текущего времени основная частота ЗГ делится на 64 и, таким образом, формируется временной интервал 1/512 с, равный времени исполнения команды, считанной из ПЗУ программ, а также периоду повторения циркуляции информации в оперативных регистрах PгM, PгR. Нормировано и суммарное время опроса состояния клавиатуры, анализа состояния сигналов и схемы в целом, время выдачи выходной информации. Это время не должно превышать 0,5 с.

Назначение выводов

Тактовая частота ЗГ стабилизируется кварцевым резонатором 32768 Гц, а при его отсутствии задается в пределах 30—40 кГц внешней RC-цепью подбором резистора R2 (при этом вывод 8 подключается к общему проводу, а вывод 7 должен быть свободным). Возможна синхронизация подачей внешних прямоугольных импульсов амплитудой 1,5—2,5 В и частотой 32 кГц на вывод 8 (при этом между выводами 7 и 8 подключается резистор 10 МОм).

Микросхема КР145ИК1901 выпускалась ранее с маркировкой К145ИК1901. При этом у обеих микросхем в 48-выводных корпусах нумерация выводов совпадает. Кроме того, выпускалась микросхема КР145ИК1901 в 40-выводном корпусе. Далее по тексту при упоминании номеров выводов БИС приводится нумерация 48-выводного варианта.

Т. к. возможность расширения памяти регистров PгR и РгМ в КР145ИК1901 не используется, то следует вывод 31 соединить с 32, а вывод 33 с 34. При использовании БИС следует также выводы 11 и 12 соединить с общим проводом. Задание различных режимов работы БИС определяется девятью командами и осуществляется путём подачи импульсов с выходов Di на соответствующие входы Ki с помощью клавиатуры. На входе Кi — при отсутствии соответствующей команды появляется логическая 1, т. е. напряжение низкого уровня (-27 В).

Схема выводов

На следующей схеме показаны обозначения и соответствия номеров выводов для 48- и 40-выводного корпусов:

40-выв. корп.	48-выв. корп.	Обозначение	КР145ИК1901	Обозначение	48-выв. корп.	40-выв. корп.
1	1	Uинд			25
2	2	Ф3		Y4	26	22
3	3	Ф1		Y5	27	23
4	4	Ф2		Y6	28	24
5	5	CT1			29
6	6	CT3			30
7	7	BQ		РгR	31	27
8	8	BQ		РгR	32	28
	9			РгM	33	29
9	10	CT2		РгM	34	30
10	11	L			35
11	12	L			36
12	13	J1			37
13	14	J2			38
	15			K1	39	31
14	16	J3		K2	40	32
15	17	J4		K3	41	33
16	18	J5		K4	42	34
17	19	J6			43
18	20	J7		D1	44	36
	21			D2	45	37
	22			D3	46	38
	23			D4	47	39
20	24	Общ		Un	48	40

Обозначения сегментов 7-сегментной цифры и выводы микросхемы, к которым они относятся: a   (J1) f (J2) b (J3) g   (J4) e (J5) c (J6) d   (J7)

Порядок нумерации выводов микросхемы.

Назначение выводов

Обозначения даны для 48-выводного корпуса:

Вывод	Обозначение	Назначение	КР145ИК1901	Вывод	Обозначение	Назначение
1	Uинд	Напряжение питания индикатора		26	У1	Управление исполнительными устройствами
2	Ф1	Входы для синхронизации внешней памяти		27	У2
3	Ф3			28	У3
4	Ф2 (сброс)	Общая очистка (сброс)		0
5	СТ1	Выходы для установки частоты задающего генератора		32	Вх.РгR	Выводы расширения внутренней регистровой памяти
10	СТ2			33	Вх.РгМ
6	СТ3			31	Вых.РгR
7	BQ	Кварцевый резонатор		34	Вых.РгМ
8	BQ			0
11	L	Входы изменения состояния регистра статуса		39	K1	Входы подключения клавиатуры
12	L			40	K2
13	J1	Коды сегментов десятичной цифры		41	K3
14	J2			42	K4
16	J3			0
17	J4			44	D1	Выходные разрядные импульсы управления индикатором и клавиатурой
18	J5			45	D2
19	J6			46	D3
20	J7			47	D4
0				0
24	Общ.	Общий вывод		48	Un	Напряжение питания -27В

Команды управляющего устройства

Управляющее устройство КР145ИК1901 имеет следующие команды:

Обозначение	Команда	Клавиатура
Ч	Часы	K2-D4
М	Минуты	K1-D4
Б1	Будильник-1	K4-D4
Б2	Будильник-2	K4-D3
K	Коррекция	K3-D1
С	Секундомер	K4-D2
О	Останов	K3-D2
Т	Таймер	K3-D3
В	Выключение сигналов управления	K4-D1
*	Останов+Установка значений: Будильник-1: 00:00 Будильник-2: 59:59	K3-D4
* - недокументированная функция

Команда установки минут (М) осуществляется подачей сигнала с выхода D4 на вход К1, а установки часов (Ч) — с выхода D4 на вход К2, при этом к предыдущим показаниям соответствующего времени прибавляется единица с частотой 2 Гц.

С помощью команды «Коррекция» (К) осуществляется обнуление разрядов минут (секунд), далее счет продолжается с 00 мин (00 с), а в разряде часов информация не меняется.

Режим таймера (Т) совмещен с работой в режиме «Будильника 1» (Б1) и их одновременное использование недопустимо. В этом режиме осуществляется обратный отсчет времени, установленного в программе работы режима Б1. При этом значения времени, установленные в разрядах часов и минут, воспринимаются в режиме таймера как значения минут и секунд соответственно. В момент достижения значения 00 мин 00 с при работе таймера счет времени прекращается и выдастся сигнал управления, говорящий об окончании заданного интервала времени. В режиме секундомера (С) происходит ежесекундное приращение информации, причем в адресе минут индицируются секунды, а часов — минусы. По команде «Останов» (О) на индикаторе фиксируются показания текущего времени. В регистрах эта информация также сохраняется.

Управляющее устройство (или, как говорят на Западе, микроконтроллер) позволяет сравнивать текущее значение времени с предварительно установленный с помощью команд Б1 и «Будильник 2» (Б2) значениями. В момент совпадения текущего и заданного в режиме Б1 или Б2 времени выдаются управляющие сигналы по независимым друг от друга каналам (Y5 и Y6). Длительность управляющего сигнала составляет 55 с. Команды Б1 и Б2 устанавливают режим занесения контрольного времени для Б1 или Б2, а при этом Признак режима выдается на индикаторе как 55 ч 55 мин, а само время выдачи управляющего сигнала устанавливается командами «Ч» и «М». Программы работ Б1 и Б2 заносятся в отдельные регистры памяти и позволяют использовать их многократно. По командам Б2 или Б1 содержимое программ выдается для контроля. По управляющим сигналам можно включать в режиме будильника звуковую сигнализацию или, например, используя режим Б1 (управляющим сигналом Y5), включать какую-либо нагрузку, а по режиму Б2 (управляющим сигналом Y6) — выключать.

Прервать сигналы управления Y4—Y6 (например, звуковой сигнализации) можно либо, отключив питание сигнального устройства, либо по команде В осуществить возврат к режиму текущего времени.

Электрические параметры

Электрические параметры Номинальное напряжение питания –27 В Ток потребления динамический не более 8 мА Входное напряжение низкого уровня –8,5 — –30 В Входное напряжение высокого уровня 0 — –2,0 В Выходное напряжение высокого уровня не менее –2,0 В Длительность тактовых импульсов на входах Ф1, Ф3 3 — 6 мкс

Предельные параметры Напряжение питания –24,3 — –29,7 В Максимальное отрицательное напряжение на выводах –30 В Ток нагрузки по выходам Di не более 6 мА Мощность рассеяния 250 мВт

Основные электрические параметры в диапазоне температур от –10 до +55°C
Наименование параметра, единица измерения	Норма	Примечание
Выходное напряжение высокого уровня, В, не менее	–9,5	Выходы РгR, РгM
	–27,0	Выходы D1—D4, J1—J7, Y1—Y6
Выходное напряжение низкого уровня, В, не более	–2,0	Выходы РгR, РгM
	–1,3	Выходы D1—D4, J1—J7, Y1—Y6
Ток потребления, мА, не более	8,0
Ток утечки на входах, мкА, не более	3,0
Длительность импульсов тактовых сигналов Ф1, Ф3, мкс, не менее	3
не более	6

Типовая схема часов на основе КР145ИК1901

Типовая схема часов с использованием газоразрядного индикатора ИВЛ1-7/5 или ИВЛ2-7/5:

Ссылки и литература

• Микропроцессоры в бытовой технике, И.В.Варламов, И.Л.Касаткин, 2-е издание переработанное и дополненное, М. «Радио и Связь», 1990г. (МРБ, выпуск 1150).
• Описание микросхемы КР145ИК1901, подготовленное сайтом http://www.tec.org.ru/ (на radio-hobby.org).
• Этикетка на микросхему КР145ИК1901 от производителя завода «Квантор» с примечаниями, имеющаяся в описании электронных часов «СТАРТ7231» (на fedjukov.narod.ru).
• Описание микросхемы К145ИК19, подготовленное сайтом http://155la3.ru/ (на нём же).
• Технические условия (на fincoins.spb.ru/oldpc).
• Схемы часов на КР145ИК1901 (на electro.ks8.ru).