數(shù)字鐘電路設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(編輯修改稿)
2025-07-09 14:28 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸入一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，完成進(jìn)位。 方案二： ○1 采用 555 定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器 振動(dòng)器電路選用 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，振蕩頻率為 1000Hz，其中的電位器可以 微調(diào) 振動(dòng)器的輸出頻率。 ○2 采用 74LS90 作分頻器 通常實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路，一般采用多級(jí) 10 進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。分頻器的功能有兩個(gè)： 一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào) ；二是提供功能擴(kuò)展電路所需的信號(hào)。選用中規(guī)模集成電路 74LS90 可以完成以上功能。方法是將 3 片 74LS90級(jí)聯(lián)，每片為 10 分頻，三片級(jí)聯(lián)正好獲得 1Hz 的標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。 ○3 采用 74LS90 作計(jì)數(shù)器 秒 、分、時(shí)間的進(jìn)位通過(guò)外部的邏輯門(mén)電路產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行 ， 清零與進(jìn)位 分別 獨(dú)立進(jìn)行。 比較： 秒信號(hào)發(fā)生器是數(shù)字電子鐘的 核心部分， 它的精度和穩(wěn)度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，而方案二由于用 555 定時(shí)器組成的頻率發(fā)生器電路不穩(wěn)定，容易 受溫度影響，且相對(duì)于方案一而言，方案 二的 振蕩器、 分頻器 和 計(jì)數(shù)器 電路均較為復(fù)雜，所以我們組選擇方案一進(jìn)行 設(shè)計(jì) 。 電路 分析 晶體振蕩器電路 晶體振蕩器電路仿真設(shè)計(jì)圖如圖 2 所示： 3 圖 2 晶體振蕩器電路圖 晶體振蕩器 電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的 32768Hz 的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。晶體振蕩器是構(gòu)成數(shù)字式時(shí)鐘的核心，它保證了時(shí)鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。 如圖 所示電路 ， 電容 C C2 與晶體構(gòu)成一個(gè)諧振型網(wǎng)絡(luò)，完成對(duì)振蕩頻率的控制功能，同時(shí)提供了一個(gè) 180 度相移，從而和非門(mén)構(gòu)成一個(gè)正反饋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準(zhǔn)確。 晶體 XTAL 的頻率選為 32768HZ。該元件專(zhuān)為數(shù)字鐘電路而設(shè)計(jì)，其頻率較低，有利于減少分頻器級(jí)數(shù)。 C C2 均 選用 20pF。由于 CMOS 電路的輸入阻抗極高，因此反饋電阻 R5 可選 為 22 MΩ 。較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率的穩(wěn)定性 。 分頻器 電路 分頻器電路將 32768Hz的高頻方波信號(hào)經(jīng) 32768(215)次分頻后得到 1Hz的方波信號(hào)供秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。分頻器實(shí)際上也就是計(jì)數(shù)器。通常，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。 如晶體 振蕩器配 圖所示， 通常實(shí)現(xiàn)分頻器的電路是計(jì)數(shù)器電路，一般采用多級(jí) 2 進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，將 32768Hz 的振蕩信號(hào)分頻為 1HZ 的分 頻倍數(shù)為 32768(215)，即實(shí)現(xiàn)該分頻功能的計(jì)數(shù)器相當(dāng)于 15 級(jí) 2 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 4 本 設(shè)計(jì)中 中采用 CD4060 來(lái)構(gòu)成分頻電路。 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(mén)，使用更為方便。CD4060 計(jì)數(shù)為 14 級(jí) 2 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以將 32768HZ 的信號(hào)分頻為 2Hz。 2Hz 再經(jīng)過(guò)一個(gè) D 觸發(fā)器（ 74LS74）進(jìn)行二分頻 ， 得到 1Hz。 計(jì)數(shù)器 電路 秒脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)
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