【文章內容簡介】 圖 11 LG5011AH管腳功能 芯片功能簡介 CC4511 是 BCD7 段所存譯碼驅動器，在統(tǒng)一單片結構上由 COMOS 邏輯器件NPN 雙極型晶體管構成。這些器件的組合，使 CC4511 具有底靜態(tài)耗散和高抗干擾及原電源電流高達 25mA 的性能。由此可直接驅動 LED 及其它器件。 LT,BI,LE端分別檢測顯示。亮度調節(jié)，存儲或選通 — BCD 碼等功能。當使用外部多路轉換電路時，可多路轉換和顯示幾種不同的信號。 譯碼、顯示電路 框圖 （圖 12） 徐海學院 11 屆電子技術綜合設計 第 12 頁 圖 12 譯碼、顯示電路 譯碼、顯示單元電路工作原理 （圖 13） e1d2 3c4h5b6a78f9g10S E G 57S E Ge1d2 3c4h5b6a78f9g10S E G 67S E GR 2 9470R 3 0470R 3 1470R 3 2470R 3 3470R 3 4470R 3 5470R 3 6470R 3 7470R 3 8470R 3 9470R 4 0470R 4 1470R 4 2470A7B1C2D6LT3BI4LE5A13B12C11D10E9F15G14U545 1 1A7B1C2D6LT3BI4LE5A13B12C11D10E9F15G14U645 1 1V C CV C Cseg5aseg5bseg5cseg5dseg5eseg5fseg5gseg6aseg6bseg6cseg6dseg6eseg6fseg6gseg5aseg6aseg5bseg6bseg5cseg6cseg5dseg6dseg5eseg6eseg5fseg6fseg6gseg5g 圖 13 譯碼、顯示單元電路工作原理 1） 數碼管內部已將 3端、 8 端連接在一起，所以使用時， 3 端接地， 8 端懸空。 2） 限流電阻計算： 數碼管的工作電壓為 UＤ （手冊數據） ， 工作 電流為 I（手冊數據） ， 譯碼器輸出的高電平 Ua~g，則限流電阻上的電壓應該為 U－ UＤ ， 限流電阻 阻值 ： R ＝（ Ua~g－ UＤ ）／ I 3） 兩片 CC4511 用于進行譯碼， 分別代表所記錄數據的個位和十位。當 從4511 的 A、 B、 C、 D四個輸入端口輸入 一個二進制數據后會從 輸出口輸出 相應的十進制數據 。 在對十進制數進行顯示時只需把輸出端與相應數碼管的輸入端連接好，即可進行顯示。 4） 24 進制的數碼顯示與 60 進制的數碼顯示在譯碼與顯示電路方面所用的電路是同一電路，而具體實現(xiàn)不同進制計數是通過 CC4518 在不同時刻對芯片清零來實現(xiàn)的。 5） 其中數碼管的顯示，加入了限流電阻。防止因電路中的電流過大而燒壞數碼管，對其起到保護作用。 徐海學院 11 屆電子技術綜合設計 第 13 頁 校時 電路 校 時電路原理圖功能如 圖 14所示。 圖 14 校時電路原理圖 工作原理簡要介紹： 當正常計時時，分十位和秒十位進位脈沖分別通過與非門進入電路進行正常的計時，校時脈沖被封鎖。而當要校時時， S1 或 S2 開關閉合，這是相應的分十位或秒十位脈沖被封鎖，校時脈沖通過與非門進入電路完成校時功能。 振蕩器 振蕩器是計時器的核心，主要用來生產時間標準信號，也稱為時基信號。數字鐘的精度，主要取決于時間標準信號的頻率及穩(wěn)定度。振蕩器的頻率越高，計時的精度就 越高，但耗電量將增大。一般采用石英晶體振蕩器經過分頻后得到這一信號，也采用由 555 定時器構成的多諧振蕩器作為時間標準信號。 1)石英晶體振蕩電路 徐海學院 11 屆電子技術綜合設計 第 14 頁 由石英晶體、微調電容、反相器等構成。晶振頻率為 10 kHz，輸出反饋電阻 R 為非門提供偏置，使電路工作于 放大區(qū)，非門 U2 是振蕩器整形緩沖級 與石英晶體串聯(lián) 的微調電容，可以對振蕩器頻率做微量調節(jié)，從而在輸出 端得到較穩(wěn)定的 1O kHZ 脈沖信號 石英晶體振蕩器原理圖如下圖 15： 100pFC220pFC11KRf1 2 1 2石英晶體振蕩器 圖 15 石英晶體振蕩器 原理解釋： 圖中，門 門 2時反相器，門 1 用于振蕩，門 2用于緩沖整形。 RF為反饋電阻（ 10100M），反饋電阻的作用是為 CMOS 反向器提供偏置，使其工作在放大狀態(tài)。 C1 可對振蕩器頻率作微量調整， C1 一般采用 535PF 半可調電容。 G2 是溫度特性校正用的電容，一般取 20405 平方，電容 C C2與晶體共同構成 型網絡，完成對振蕩頻率的控制，并提供必要的 180 度相移。 2) 晶振構成秒信號發(fā)生器 振蕩器產生的時基信號通常頻率都很高，要使它成為能用過來計時的“秒”信號，需由分頻器來完成。分頻器的級數和每級的分頻次數 要根據時基頻率來決定。例如，目前石英電子鐘多采用 32768HZde 時標信號，將此信號經過 15 級即可得到周期為 1S 的“秒”信號。也可選用其他頻率的時基信號，確定好分頻次數后再選選擇合適的集成電路。 石英晶體振蕩器產生的 32768Hz 時標信號進行 15分頻。選用 14為二進制計數器 \分頻器 CMOS集成電路 CC4060，由它可以得到 14分頻的信號， 分頻分出 2Hz，再經過 CD4040 的 2分頻分出秒脈沖 。 CD4040 的管腳圖及分頻原理： 徐海學院 11 屆電子技術綜合設計 第 15 頁 圖 16 CC4060 管腳圖 分頻原理如下表 ： 表 16 CD4060 的分頻原理 Q4 24 16 Q5 25 32 Q6 26 64 Q7 27 128 Q8 28 256 Q9 29 512 Q10 210 1024 Q11 211 2048 Q12 212 4096 Q13 213 8192 Q14 214 16384 3)二極管與門工作原理 焊接板上的二極管與門電路可以大致表示成以下電路 徐海學院 11 屆電子技術綜合設計 第 16 頁 圖 17 二極管與門工作電路 這張電路圖中，如果 A 或者 B 其中一個電壓低于 ，此時任意一個二極管導通，電壓鉗位在 ，看表就知道，此時 F 點的輸出電壓為 ，也就是低電平，用 0 表示，如果當 A、 B 兩點的電壓都等于 3V的時候，此時兩個二極和不導通， F點就輸出高電平 用 1 表示， F 點接到計數器或者其它的元件上 12V 是 R 與 D1 D2 的電源，也為 F點提供 的電壓 如果你需要 F 點輸出高電平 AB 兩點可接 5V 正極，如果你需要 F 點輸出低電平，那么就 5V負極， F點接你后面的驅動電路。 整流部分電路 圖 18 單相橋式整流電路 如圖 215 所示，圖中 Tr為電源變壓器，它的作用是將交流電網電壓 vI變成整流電路要求 的交流電壓 ， RL 是要求直流供電的負載電阻，四只整流二極管D1～ D4 接成電橋的形式，故有橋式整流電路之稱。 單相橋式整流電路的工作原理可分析如下。為簡單起見，二極管用理想模型來處理，即正向導通電阻為零，反向電阻為無窮大。在 v2 的正半周，電流從變壓器副邊線圈的上端流出，只能經過二極管 D1 流向 RL，再由二極管 D3流回變壓器，所以 D D3 正向導通， D D4 反偏截止。在負載上產生一個極性為上正下負的輸出電壓。其電流通路可用圖中實線箭頭表示。 在 v2 的負半周，其極性與圖示相反，電流從變壓器副邊線圈的下端流出，只 能經過二極管 D2 流向 RL，再由二極管 D4流回變壓器，所以 D D3 反偏截止，D D4正向導通。電流流過 RL時產生的電壓極性仍是上正下負，與正半周時相同。其電流通路如圖中虛線箭頭所示。 徐海學院 11 屆電子技術綜合設計 第 17 頁 綜上所述，橋式整流電路巧妙地利用了二極管的單向導電性，將四個二極管分為兩組，根據變壓器副邊電壓的極性分別導通，將變壓器副邊電壓的正極性端與負載電阻的上端相連，負極性端與負載電阻的下端相連，使負載上始終可以得到一個單方向的脈動電壓。其波形圖如下圖： 圖 19 單相橋式整流電路波形圖 數字鐘仿真圖 數字鐘電路原理圖（見附錄 7） 系統(tǒng)整體仿真圖 （見附錄 2） PCB 板圖 數字鐘電路 PROTEL 設計圖 （見附錄 3） PCB 板反面圖（ 見附錄 4）