【正文】 5．整點報時電路的安裝和調(diào)試 按 圖 61 和 圖 51 所示電路在面包板或印制板 （ 圖 62 所示） 和數(shù)字電路實 驗箱上連線。 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 36 (2) CR 為異步復位端，高電平有效。 1．晶體振蕩器的安裝和調(diào)試 按 圖 61 和 圖 11 電 路在面包板（或印制板和數(shù)字電路實驗箱）上連線，輸出接發(fā)光二極管，觀察發(fā)光二極管的顯示情況。 —— 會裝配和調(diào)試 數(shù)字 鐘 電路 。 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 32 音響電路 讀一讀 圖 51 中 音響電路采用射極輸出器，推動 8?的喇叭，三極管 基極串接 1k?限流電阻，是為了防止電流過大損壞喇叭，集電極串接 51?限流電阻，三極管選用 8050 型高頻小功率管。QD3與非門 5 的輸入信號Q Q Q Q1，分別表示 “ 分十位 ” 、 “ 分個位 ” 、 “ 秒十位 ” 和 “ 秒個位 ” 的狀態(tài)，下標中 D、 C、 B、 A分別表示組成計數(shù)器的四個觸發(fā)器的狀態(tài)。 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 30 第 5 章 整點報時電路的 制作與調(diào)試 學習目標 —— 能分析組合邏輯電路的邏輯功能 。 4 選 1 數(shù)據(jù)選擇器功能表見 表 51，由 表 51 可寫出當 0?E 時的邏輯表達式：??????? 3 0013012021010 i ii mDAADAADAADAADY 圖 44 4 選 1 數(shù)據(jù)選擇器原理圖 圖 45 雙 4 選 1 邏輯圖 表 51 4 選 1 數(shù)據(jù)選擇器的功能表 輸 入 輸 出 E D A1 A0 Y 1 0 0 D0 0 0 D0 0 D1 0 1 D1 0 D2 1 0 D2 0 D3 1 1 D3 二、 數(shù)據(jù)分配器 在數(shù)據(jù)傳輸過程中，有時需要將某一路數(shù)據(jù)分配到多路裝置中去，能夠完成這種功能的電路稱為數(shù)據(jù)分配器。 當開關(guān) K 置“ B”端時 發(fā)光二極管 ， 當開關(guān) K 置“ A”端時 發(fā)光二極管 。因此，電路中就應該有校準時間功能的電路。 圖 33 二十四進制（“時”）計數(shù)譯碼顯示電路的接線圖 表 31 二十四進制（“時”）計數(shù)譯碼顯示電路制作 元件清單 序號 品 名 型號 /規(guī)格 數(shù)量 配件圖號 實測情況 1 數(shù)字集成電路 CC4511 2 U U2 2 數(shù) 字集成電路 CC4518 1 U7 3 數(shù)字集成電路 CC4081 1 U10 4 1/4W 電阻 470Ω 14 R0~R13 5 LED 數(shù)碼管 SM20501 2 LDE LED2 6 多功能數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 23 六十進制（“分”、“秒”）計數(shù)譯碼顯示電路的制作與調(diào)試 看一看 圖 34 所示為 六十進制（“分”、“秒”）計數(shù)譯碼顯示電路原理圖，與 圖 32 所示的二十四進制（“時”）計數(shù)譯碼顯示電路原理圖進行比較后可以看出， 圖 34 只是在 圖 32 的基礎(chǔ)上做了很小的改動，復位信號自 CC4518 的 1 12腳，當計數(shù)到 0110 0000 即 60時電路復位。 計數(shù)器 譯碼器 驅(qū)動器 顯示器 計數(shù)脈沖 圖 31 計數(shù)譯碼顯示電路方框圖 在我們所制作的數(shù)字鐘電路中， 兩個六十進制（秒、分）、一個二十四進制（時）的計數(shù)器均采用“集成十進制計數(shù)器 CC4518”構(gòu)成，有關(guān) CC4518 的功能及其所構(gòu)成的六十進制和二十四進制計數(shù)器電路已在中前面的 和 中進行了詳細介紹，這里不再贅述。 —— 會制作和調(diào)試六十進制（“分”、“秒”）計數(shù)譯碼顯示電路 。用 JK 觸發(fā)器構(gòu)成分頻電路 容易實現(xiàn)并行式同步工作，因而適合于頻率較高的應用場合。 圖 23 2 分頻器輸入、輸出波形 1000 分頻信號由計數(shù)器的最高位輸出，其工作波形如 圖 24 所示。 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 16 CLK9EN10R15Q011Q112Q213Q314U 2 0 B4 5 1 8CLK1EN2R7Q03Q14Q25Q36U 2 0 A4 5 1 8CLK9EN10R15Q011Q112Q213Q314U 1 9 B4 5 1 8CLK1EN2R7Q03Q14Q25Q36U 1 9 A4 5 1 8V C C500Hz1Hz1000Hz0.5Hz 圖 21 1000 分頻器原理圖 圖 22 分頻器接線圖 表 21 1000 分頻器 電路制作元件清單 序號 品 名 型號 /規(guī)格 數(shù)量 配件圖號 實測情況 1 數(shù)字集成電路 CC4518 2 U1 U20 2 1/4W 電阻 470Ω 1 3 LED Φ 5 1 根據(jù) 圖 21 可畫出 圖 22 所示用 4518 構(gòu)成的 1000 分頻器接線圖 ,根據(jù) 圖 22 進行電路安裝調(diào)試。 數(shù)字 鐘的 555震蕩電路輸出頻率較高，為了得到 1Hz 的秒信號輸入，需要對震蕩器的輸出信號進行分頻。 電路由 14 級二進制串行計數(shù)器 CC4060和晶體、電阻及電容構(gòu)成。 (a) (b) (c) 圖 113 TTL門電路構(gòu)成的振蕩器 由 TTL 門構(gòu)成的振蕩器的工作頻率可比 CMOS 提高一個數(shù)量級。 ou o圖 4 1 11 施密特觸發(fā)器的應用舉例 C M O S M O C等 正弦波 振蕩器 1 1 ( a ) 慢輸入波形的 TT L系統(tǒng)接口 ( b) 整形電路的輸入、輸出波形 輸入 輸出 U T+ U T － 1輸入輸出U T+U T－( c ) 幅度鑒別的輸入、輸出波形 ( d ) 多諧振蕩器CRu c u39。 R u i 8 4 6 7 55 5 3 2 5 1 u o1 + V CC u i u o t t 0 0 (a ) 電路 (b) 工作波形 + V CC1 u o u CO U T+ U T － 2 V CC / 3 V CC / 3 控制電壓 調(diào)節(jié)回差 圖 4 1 9 5 5 5 定時器構(gòu) 成的施密特觸發(fā)器 R u i 8 4 6 7 55 5 3 2 5 1 u o1 + V CC u i u o t t 0 0 (a ) 電路 (b) 工作波形 + V CC1 u o u CO U T+ U T－ 2 V CC /3 V CC /3 控制電壓 調(diào)節(jié)回差 圖 4 1 9 5 5 5定時器構(gòu) 成的施密特 觸發(fā)器 (a) 電路 (b) 工作波形 圖 19 555 定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器 3． 滯回特性及主要參數(shù) (1) 滯回特性 圖 110 所示是 施密特觸發(fā)器 的電壓傳輸特性即輸出電壓 uo與輸入電壓 ui的關(guān)系曲線。 只要將 555 定時器的 2 號腳和6 號腳接在一起，就可以構(gòu)成施密特觸發(fā)器。 多功能 數(shù)字鐘 制作與調(diào)試 10 C R u i 8 4 7 3 6 5 5 5 2 5 1 0 . 0 1 μ F u o + V CC u i u o t t t P 0 0 (a ) 電路 (b ) 工作波形 u c t 0 2 V CC /3 圖 4 1 8 555 定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 C R u i 8 4 7 3 6 5 5 5 2 5 1 0 . 0 1 μ F u o + V CC u i u o t t t P 0 0 (a ) 電路 (b ) 工作波形 u c t 0 2 V CC /3 圖 4 1 8 555 定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 (a) 電路 (b) 工作波形 圖 18 555 定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 2． 555 定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài) 觸發(fā)器 的 電路組成及其工作原理 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 的 組成 如 圖 18 所示。當按下 S，電源經(jīng) VD2對 C1充電，當集成電路 4腳（復位端）電壓大于 1V 時，電路振蕩，揚聲器中發(fā)出“?！甭?。按鈕 S、 R C1構(gòu)成沖放電路。該振蕩器的工作原理是： 接通 VCC后， VCC經(jīng) R44和 R45對 C1充電。 5 腳 CO 端通過小電容接地而不起作用。用截止表示。在 表 11 和 表 12 中用 0 表示。 4．可輸出一定的功率，可驅(qū)動微電機、指示燈、揚聲器等。 晶體振蕩器的作用是產(chǎn)生時間標準信號。 數(shù)字鐘是一個將“時”、“分”、“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。 2．能進行手動校時。利用三個單刀雙擲開關(guān)分別對時位、分位、秒位進行校正。它的計時周期為 24 小時，顯示滿刻度為 23 時 59 分 59 秒，另外應有校時功能和報時功能。數(shù)字鐘的精度，主要取決于時間標準信號的頻率及其穩(wěn)定度。 5．應用：脈沖波形的產(chǎn)生與變換、儀器與儀表、測量與控制、家用電氣與電子玩具等領(lǐng)域。 (2) 開關(guān) 2 打到 2 端時， 5 腳控制電壓端 CO 接電源 2，也就是接高電平。 參照上述條件，當電源 電源 2 均為 12V時，將測試結(jié)果記錄到 表 11 中。為了方便把可調(diào)電阻 RP和電阻R44合稱為 R44， R4 R4 C1構(gòu)成充電電路。當 uc 上升到CCV32時， uo=0， T 導通，C1通過 R45和 T 放電， uc 下降。 4 腳的電壓是沖放電路中 C1的電壓。松開按鈕 S， C1電容儲存的電能經(jīng)R4電阻放電，但集成電路④腳繼續(xù)維持高電平而保持振蕩，但這時因 R1電阻也接入振蕩電路，振蕩頻率變低，使揚聲器發(fā)出“咚”聲。 接通 VCC后瞬間， VCC通過 R 對 C 充電，當 uc 上升 到CCV32時，比較器 C1輸出為 0，將觸發(fā)器置 0， uo＝ 0。我們簡記為“二六一搭”。當CCi Vv 31?時， OHo Vv ? ；當CCiCC VvV 3231 ??時， ov 保持原狀態(tài)不變；當CCi Vv 32?時，OLo Vv ? 。ou o圖 4 1 11 施密特觸發(fā)器的應用舉例 (a) 慢輸入波形的 TTL系統(tǒng)接口 (b) 整形電路的輸入、輸出波形 C M O S M O C 等 正弦波 振蕩器 1 1 ( a ) 慢輸入波形的 TT L 系統(tǒng)接口 ( b) 整形電路的輸入、輸出波形 輸入 輸出 U T+ U T － 1輸入輸出U T+U T －( c ) 幅度鑒別的輸入、輸出波形 ( d ) 多諧振蕩器CRu cu39。在 圖 19 (a)中， R R2一般為 1kΩ左右， Cl、 C2取 100pF 至 100μ F，輸出頻率為幾赫至幾十兆赫。 CC4060內(nèi)部所含的門電路和外接元件構(gòu)成振蕩頻率為 32768Hz 的振蕩器。 讀一讀 在數(shù)字電路中，分頻器是一種可以進行頻率變換的電路，其輸入、輸出信號是頻率不同的脈沖序列。在第一個計數(shù)單元的輸入端即 4518的 1 腳輸入 1000Hz 的方波信號。由計數(shù)器工作原理可知，每計數(shù) 998 時該位由 0翻轉(zhuǎn)為 1，直到在計數(shù) 999 后再來計數(shù)脈沖時計數(shù)器清零復位，該 位轉(zhuǎn) 0。而觸發(fā)器中的引腳 R、S(