【正文】 8 頁(yè) 圖 4(a)個(gè)位為十進(jìn) 制 .故 EN=1,Cr=0,計(jì)數(shù)到 9 以 后自動(dòng)清零 ,向高位進(jìn)位信號(hào)采用 Q4Q3Q2Q1=1001,將 Q4,Q1 送入與非門 , 與非門的輸出可以做進(jìn)位信號(hào)。因?yàn)橐黄?CC4518 內(nèi)含有兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，因此用一片 CC4518 就可以構(gòu)成六十進(jìn)制或二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器了。“秒”、“分”計(jì)數(shù)器為 60 秒為 1 分、 60 分為 1 小時(shí)、 24小時(shí)為 1 天的計(jì)數(shù)周期，分別組成兩個(gè)六十進(jìn)制（秒、分）、一個(gè)二十四進(jìn)制（時(shí)）的計(jì)數(shù)器。 CD4060 在數(shù)字集成電路中可實(shí)現(xiàn)的分頻次數(shù)最高，而且 CD4060 還包含振蕩電路所需的非門，使用更為方便。 圖 2振蕩電路圖 （二） 分頻器電路 由數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到 1Hz 的秒信號(hào)輸入，需要對(duì)振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。其中 C1的值取 5~20 pF， C2 為 30pF。輸出反饋電阻 R1 為非門提供偏置，使電路工 第 6 頁(yè) 作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個(gè)高增益的反相放大器。 （六） 報(bào)時(shí)電路 當(dāng)數(shù)字鐘顯示整點(diǎn)時(shí)，應(yīng)能報(bào)時(shí)。顯示器件選用 LED 七段數(shù)碼管。 （三） 計(jì)數(shù) 器 時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù) 器電路構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 通常用 2個(gè)十進(jìn)位計(jì)數(shù)器的集成片組成 ,其中”秒”個(gè)位是十進(jìn)制 ,秒十位為六進(jìn)制。保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定 。 圖 1 數(shù)字鐘 組成框圖 （一） 振蕩器 振蕩器 是數(shù)字鐘的核心 ,其的作用是產(chǎn)生一個(gè)頻率 標(biāo)準(zhǔn) 時(shí)間頻率信號(hào) ,然后再由分頻器分秒脈沖 ,因此 ,振蕩器頻率 的精度與穩(wěn)定度基本決定了數(shù)字電子鐘的質(zhì)量 。譯碼顯示電路將“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器的輸出狀態(tài)通過(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路，七段顯示譯碼器譯碼，在經(jīng)過(guò)六位 LED七段顯示器顯示出來(lái)。其中電路系統(tǒng)由秒信號(hào)發(fā)生器、“時(shí)”、“分”、“秒”計(jì)數(shù)器、譯碼器及顯示器、校準(zhǔn)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路組成。電路主要使用集成計(jì)數(shù)器，例如 CD4060、 CD4518，譯碼集成電路，例如 CD4511， LED 數(shù)碼管及各種門電路和基本的觸發(fā)器等，電路使用 5號(hào)電池共電，很適合在日常生活中使用。由于數(shù)字集成電路技術(shù)的發(fā)展和采用了先進(jìn)的石英技術(shù)，使數(shù)字鐘具有走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定、 集成電路有體積小、功耗小、功能多、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在許多電子設(shè)備中被廣泛使用。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能 ,擴(kuò)展電路完成數(shù)字鐘的擴(kuò)展功能。由LED數(shù)碼管來(lái)顯示譯碼器所輸出的信號(hào)。走時(shí)準(zhǔn)確、顯示直觀、精度、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。具有時(shí)間顯示、鬧鐘設(shè)置、報(bào)時(shí)功能、校正作用。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用石英晶體振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、顯示器和校時(shí)電路組成?？傮w方案設(shè)計(jì)由主 體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成。 數(shù)字鐘已成為人們?nèi)粘Ｉ钪校罕夭豢缮俚谋匦杵?，廣泛用于個(gè)人家庭以及車站、碼頭、劇場(chǎng)、辦公室等公共場(chǎng)所，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)極大的方便。并通過(guò)本次設(shè)計(jì)加深對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的理解以及更熟練使用計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器和各種邏輯門電路的能力。 數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、校準(zhǔn)電路、報(bào)時(shí)電路、時(shí)計(jì)數(shù)、分計(jì)數(shù)、秒計(jì)數(shù)器，振蕩電路和單次脈沖產(chǎn)生電路組成。時(shí)計(jì)數(shù)器采用 24 進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天 24小時(shí)的計(jì)時(shí)。如圖 1所示多功能數(shù)字鐘的組成框圖。采用石英晶體振蕩器經(jīng)過(guò)分頻得到這一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 32768Hz 的方波信號(hào)。本次設(shè)計(jì)是運(yùn)用了 CD4060分頻器進(jìn)行分頻，分頻電路可提供 512HZ 和 1024HZ 的頻率，在經(jīng) CD4040 分頻器進(jìn)行一分頻，為此電路輸送一秒脈沖。 （四） 譯碼顯示電路 是將數(shù)字鐘的計(jì)時(shí)狀態(tài)直觀清晰地反映出來(lái)，被人們的視覺(jué)器官所接受。因此，電路中就應(yīng)該有校準(zhǔn)時(shí)間功能的電路。如圖 2所示電路通過(guò)非門構(gòu)成的輸出為方波的數(shù)字式晶體振 蕩電路，這個(gè)電路中，非門 U1與晶體、電容和電阻構(gòu)成晶體振蕩器電路， U2 實(shí)現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。晶體 XTAL1 的頻率選為 32768Hz。較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。本實(shí)驗(yàn)中 采用 CD4060 來(lái)構(gòu)成分頻電路。 第 7 頁(yè) 圖 3分頻電路 （三） 計(jì)數(shù)器 秒脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)級(jí)計(jì)數(shù)器，分別得到“秒”個(gè)位、十位，“分”個(gè)位、十位以及“時(shí)”個(gè)位、十位的計(jì)時(shí)。六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器均可由雙 BCD加法計(jì)數(shù)器 CC4518 組成。1amp。 個(gè)位為進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ,當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到 24 時(shí) ,即十位為 0010,個(gè)位為 0100 時(shí) ,同時(shí)清零 ,達(dá)到了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器的目的 ,即高位的 Q2,底位的 Q3 送入與非門做清零信號(hào) ,如圖 4(b) 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 。在圖 4 (a)中，將 2Q3 和 2Q2相與后接至 CR 端，構(gòu)成了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在圖 4(b)中，將 2Q2 和 1Q3 相與后接至CR端構(gòu)成了二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器。常用的數(shù)碼顯示器有半導(dǎo)體數(shù)碼管，熒光數(shù)碼管，輝光數(shù)碼管和液晶顯示器等 。本設(shè)計(jì)所選用的是半導(dǎo)體數(shù)碼管，是用發(fā)光二極管（簡(jiǎn)稱 LED）組成的字形來(lái)顯示數(shù)字，七個(gè)條形發(fā)光二極管排列成七段組合字形，便構(gòu)成了半導(dǎo)體數(shù)碼管。 當(dāng) 共陽(yáng)極數(shù)碼管的某 一陰極接低電平時(shí)，相應(yīng)的二極管發(fā)光，可根據(jù)字形使某幾段二極管發(fā)光，所以共陽(yáng)極數(shù)碼管需要輸出低電平有效的譯碼器去驅(qū)動(dòng)。 我 選用的計(jì)數(shù)器全部是二 十進(jìn)制集成片，“秒”、“分”、“時(shí)”的個(gè)位和十位的狀態(tài)分別由集成片中的四個(gè)觸發(fā)器的輸出狀態(tài)來(lái)反映的?，F(xiàn)以 60 進(jìn)制“秒”計(jì)時(shí)電路為例，將計(jì)數(shù)器、譯碼顯示器和顯示數(shù)碼管連在一起，其電路示意圖見(jiàn)圖 9 abcdefg15610 1 2 4 5 6 7 9 103 8e d c p d b a f g 圖 8(a) 譯碼器外引線排列 圖 8(b) 二極管示意圖 第 11 頁(yè) 2 C r152 C P92 E N102 Q 4142 Q 1112 Q 2122 Q 3131 Q 351 Q 241 Q 131 E N21 C P11 C r71 Q 46VDD161 V c c8U?4518amp。校準(zhǔn)的方法很多，常用的有“快速校時(shí)法”。 第 12 頁(yè) RR1 2345C P (1 H z )V D DkA B秒計(jì)數(shù)器進(jìn)位信號(hào)分計(jì)數(shù)器 CP 端 圖 10校時(shí)電路 1K 51T 3 D G12345 678V D DF 2 (5 0 0 H z )f1 (1 k H z )A 1 D 1Q A 2Q C 2Q A 3Q D 3Q A 4Q C 4Y1 Y2Y3 Y4Y5 圖 11整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 圖 （六） 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路 數(shù)字鐘整點(diǎn)報(bào)時(shí)是最基本的功能之一。 第 13 頁(yè) Y1=, Y2=. Y3=(1KHz), Y4=(500Hz). 每當(dāng)’分’和’秒’計(jì)數(shù)到 59分 50秒時(shí) , .=0101, QD