Tyto jednoduché hodiny zobrazují čas ve tvaru HH.MM.SS a pracují ve 24-hodinovém režimu.
Jsou sestaveny z běžných a lehce dostupných integrovaných obvodů CMOS:
Krystalového oscilátoru s předděličkou 4060 a sedmi dekadických čítačů 4026.
Obvod 4060 (IO1) dělí frekvenci krystalu 32 768 Hz pomocí 14-stupňové binární předděličky až na frekvenci 2Hz.
K čítání jsou použity čítače 4026, které se vyznačují přímými výstupy pro 7-segmentový displej.
Na rozdíl od obvyklých BCD čítačů nepotřebují dekodér z BCD na 7 segmentů.
Aktivní úroveň je úroveň log 1, takže použijeme displeje se společnou katodou.
Mají také výstup Carry Out (vývod 5), který
při přetečení inkrementuje další čítač. Frekvenci 2Hz nejprve musíme dělit dvěma, abychom získali 1Hz pro řízení sekund.
To zajišťuje obvod IO2, pro jednoduchost také typu 4026, ač k němu nepřipojujeme žádný displej.
Do jeho vstupu zavedeme signál 2Hz skrz R3, R4, R5. Čítací cyklus 10 musíme
zkrátit na 2 pomocí vstupu reset (vývod 15). Jelikož nemáme k dispozici BCD výstupy, připojíme vstup reset na výstup segmentu g. Segment g není aktivní
pro číslice 0 a 1, je aktivní pro číslici 2. Když tedy čítač dojde do stavu 2, téměř okamžitě se resetuje a dostane se tedy do stavu 0.
Střídají se tedy pouze číslice 0 a 1 s frekvencí 1Hz. Signál 1Hz je díky tomu k dispozici hned na 4 výstupech - na výstupech segmentů a, d, e, f.
Ty můžeme využít k řízení sekund a také k napájení blikajících teček. Pro rozložení zátěže využijeme libovolné 2 z nich pro tečky a třetí spojíme
se vstupem čítače sekund - vývodem 1 obvodu IO3. Pozor, jako zdroj 1Hz nemůžeme použít výstup Carry Out IO2! Ten funguje jen pro dělení
6ti až 10ti, jelikož je na něm log 1 při stavu 0-4, log 0 při stavu 5-9. Při dělení dvěma je na něm tedy stále jen log 1.
Obvody jednotek sekund a jednotek minut počítají od 0 do 9 (desítkově) a nepotřebují žádné úpravy počítacího cyklu.
Obvody desítek sekund a desítek minut musí počítat od 0 do 5 (šestkově). Je tedy nutno zkrátit počítací cyklus na 6.
Při stavu 6 se musí obvody resetovat - přejít ihned do stavu 0. Jelikož nemáme výstupy BCD, musíme stav 6 rozlišit podle
výstupů pro segmenty. Využijeme segmenty e, f, g. Při stavu 6 jsou poprvé tyto segmenty všechny současně v log 1.
Vstup reset (vývod 15) připojíme na tyto segmenty pomocí DRL (diodové-odporové logiky) tvořící 3-vstupové hradlo AND.
Dokud nenastane stav 6, je vstup reset udržován ve stavu log 0 skrz alespoň jednu z diod. Ve stavu 6 je na tento vstup přivedena log 1
pomocí odporu R6 (respektive R7) a čítač přejde téměř ihned do stavu 0.
Jednotky a desítky hodin musí po stavu 23 přejít do stavu 00. Oba čítače se tedy musí nulovat zároveň při stavu 24
(čítač jednotek hodin je ve stavu 4 a čítač desítek hodin ve stavu 2). Využijeme opět jednoduchou diodovou-odporovou logiku
připojenou na segment g desítek hodin a segmenty f, g jednotek hodin. Tyto tři segmenty všechny současně nabývají
log 1 poprvé ve stavu 24 a v tomto stavu dojde k resetu obou čítačů na hodnoty 00 (na vstupy reset je přivedena log 1 přes R8).
Proud výstupů obvodů 4026 je poměrně malý (cca 1 - 3mA) a díky tomu nemusí mít displej sériové odpory,
kterých by jinak muselo být celkem 44 (pro 6x 7 segmentů a 2 tečky).
Napětí na výstupech vlivem připojených LED poklesne na úroveň úbytku LED.
Je ale potřeba, aby napětí výstupů bylo dostatečné na zajištění úrovně log 1 (>3,5V) pro vstupy reset.
Jelikož úbytek napětí na LED je menší, zvýšíme ho pomocí sériových diod D10 a D11. Pokud by se údaje neresetovaly správně (hodiny po 23 či minuty
a sekundy po 59 nepřejdou do stavu 00), pomůže přidat další diodu do série s D10 a D11.
Přidáním další diody (diod) také lze snížit jas displeje a spotřebu hodin.
Další možnou příčinou špatného resetování může být příliš vysoká hodnota R6, R7, R8 (příliš pomalý náběh log 1 na vstupech reset). V takovém
případě pomůže snížení hodnot těchto odporů.
Čas se nařizuje pomocí tlačítek TL1 a TL2. Nejprve nařídíme hodiny pomocí TL1 a pak minuty pomocí TL2.
Během nařizování je přes tlačítka do čítačů přivedena vyšší frekvence. Odpory R3, R4 zabraňují kolizi dvou výstupů během stisku tlačítek.
Odpor R5 a kondenzátor C3 odstraňují zákmity tlačítek.
Rychlost chodu hodin lze jemně doladit změnou hodnoty C1, C2, případně lze použít kapacitní trimry.
Hodiny se napájí zdrojem 5V, odběr proudu je maximálně cca 120mA. Paralelně k napájecímu napětí připojíme
elektrolytický kondenzátor alespoň 100uF a také alespoň jeden blokovací keramický kondenzátor 100nF (lépe však více v různých místech,
aby cesta mezi těmito kondenzátory a integrovanými obvody nebyla příliš dlouhá).
