多功能數(shù)字鐘的電路設(shè)計(jì)與仿真(編輯修改稿)
2025-07-07 22:39 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 13 3 結(jié)果分析與總結(jié) .............................................................................................................................................. 15 分析總結(jié) .................................................................................................................................................. 15 遇到問(wèn)題及解決方法 ............................................................................................................................. 15 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................................................ 16 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與仿真 1 1 設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)方案原理構(gòu)思 設(shè)計(jì)主要原理 該設(shè)計(jì)主要由以下幾部分 組成 :震蕩器、分頻器、秒計(jì)數(shù)器、分計(jì)數(shù)器、時(shí)計(jì)數(shù)器、 BCD七段顯示譯碼 /驅(qū)動(dòng)器、 LED 七段顯示數(shù)碼管、時(shí)間校準(zhǔn)電路、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路還有鬧鐘電路。 數(shù)字鐘數(shù)字顯示部分，采用譯碼與二極管串聯(lián)電路，將譯碼器、七段數(shù)碼管連接起來(lái)，組成十進(jìn)制數(shù)碼顯示電路，即時(shí)鐘顯示。要完成顯示需要 6 個(gè)數(shù)碼管，七段的數(shù)碼管需要譯碼器才能正常顯示，然后要實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)需要 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器和 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，在在仿真軟件中發(fā)生信號(hào)可以用函數(shù)發(fā)生器仿真，頻率可以隨意調(diào)整。 60 進(jìn)制可能由 10 進(jìn)制和 6 進(jìn)制的計(jì)數(shù)器串聯(lián)而成，頻率振蕩器可以由晶體 振蕩器分頻來(lái)提供，也可以由 555 定時(shí)來(lái)產(chǎn)生脈沖并分頻為 1Hz。 計(jì)數(shù)器的輸出分別經(jīng)譯碼器送 倒 顯示器顯示。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí) ,可以用校時(shí)電路校時(shí)、校分 。 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路利用邏輯門，使當(dāng)各譯碼器輸出滿足整點(diǎn)時(shí)，蜂鳴器導(dǎo)通。 鬧鐘電路通過(guò)比較器比較當(dāng)前時(shí)間與設(shè)計(jì)的鬧鐘時(shí)間，相等時(shí)同樣蜂鳴器導(dǎo)通。 設(shè)計(jì)電路原理框圖 電路原理框圖如圖 11 所示： 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與仿真 2 圖 11數(shù)字鐘電路原理框圖 各模塊電路分析 1Hz 標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器 振蕩器可由晶振 組成，也可以由 555 與 RC 組成的多諧振蕩器 。由 555 定時(shí)器得到 1kHz 的脈沖， 功能主要是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)和提供功能擴(kuò)展電路所需要的信號(hào)。 多諧振蕩器也稱無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒(méi)有穩(wěn)定狀態(tài)，同時(shí)無(wú)需外加觸發(fā)脈沖，就能輸出一定頻率的矩形脈沖（自激振蕩）。用 555 集成電路實(shí)現(xiàn)多諧振蕩，需要外接電阻 R R2和電容 C，并外接 +5V 的直流電源。 脈沖頻率為： ? ? ? ? k H zHzCRRf 19952ln1050245 12ln2 1 5121 ?????????? ? 標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器電路圖 如圖 12 所示 ： 譯 碼 顯 示 電 路 時(shí) 計(jì)數(shù)器 分 計(jì)數(shù)器 秒 計(jì)數(shù)器 校時(shí) 電路 報(bào)時(shí) 電路 振蕩器 分頻器 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與仿真 3 圖 12標(biāo)準(zhǔn)脈沖發(fā)生器電路圖 表 11 譯碼顯示電路 數(shù)字鐘的譯碼顯示電路由譯碼器 4511BP和共陰極 LED七段顯示數(shù)碼管組成 ,為避免譯碼器輸出的電壓過(guò)高，在譯碼器的輸出和數(shù)碼管的輸入之間串聯(lián)一個(gè) 100Ω的電阻。 譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的 8421BCD 碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。 4511BP 是一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼 — 七段碼譯碼器，特點(diǎn)如下：具有 BCD 轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的 CMOS 電路能提供較大的拉電流?？芍苯域?qū)動(dòng) LED顯 示器。 4511BP 的邏輯功能表 如表 12 所示 ： 多功能數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與仿真 4 表 12 4511BP的
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