數(shù)電課程設(shè)計(jì)數(shù)字鐘設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-22 07:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 產(chǎn)生頻率穩(wěn)定的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)（時(shí)標(biāo)）信號(hào)，以保證數(shù)字時(shí)鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。要產(chǎn)生穩(wěn)定的時(shí)標(biāo)信號(hào)，一般采用石英晶體振蕩器?，F(xiàn)在使用的指針式電子鐘或數(shù)字顯示的電子鐘都是使用石英晶體振蕩器電路。從數(shù)字鐘精確度考慮，晶體振蕩器頻率越高，計(jì)時(shí)的精度越高，但這樣會(huì)使分頻器的級(jí)數(shù)增加。所以在確定頻率時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮兩方面因素。② 分頻器。振蕩器產(chǎn)生的時(shí)標(biāo)信號(hào)通常頻率很高，為了得到1HZ的秒信號(hào)，需要對(duì)振蕩器的輸出信號(hào)進(jìn)行分頻。分頻器的級(jí)數(shù)和每級(jí)的分頻次數(shù)要根據(jù)時(shí)標(biāo)頻率來(lái)定。例如，目前石英電子鐘多采用32 768HZ的時(shí)標(biāo)信號(hào)，將此信號(hào)經(jīng)過(guò)15級(jí)二分頻即可得到周期為1秒的秒信號(hào)。也可以選用其他頻率的時(shí)基信號(hào)，確定分頻次數(shù)后再選擇合適的集成電路。③ 計(jì)數(shù)器?！懊搿?、“分”、“時(shí)”分別為六十、六十、二十四進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。“秒”和“分”計(jì)數(shù)器用兩塊十進(jìn)制的計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)是很容易的，他們的個(gè)位為十進(jìn)制，十位為六十進(jìn)制，這樣符合人們通常計(jì)數(shù)的習(xí)慣?！皶r(shí)”計(jì)數(shù)也采用兩塊十進(jìn)制集成塊，只是做成24進(jìn)制。計(jì)數(shù)器均用反饋清零法來(lái)實(shí)現(xiàn)。④ 譯碼顯示電路。因?yàn)楸居?jì)數(shù)全部采用十進(jìn)制集成塊，所以計(jì)數(shù)器的譯碼顯示均采用8421BCD7斷譯碼器，采用共陰或共陽(yáng)極的顯示器。⑤ 校時(shí)電路。在剛開機(jī)接通電源時(shí)，由于“時(shí)”、“分”為任意值，所以需要調(diào)整?！靶r(shí)”電路的基本原理是將“秒”信號(hào)直接引進(jìn)“時(shí)”計(jì)數(shù)器，同時(shí)將“分”計(jì)數(shù)器置零，讓“時(shí)”計(jì)數(shù)器快速計(jì)數(shù)，在“時(shí)”的指示達(dá)到需要的數(shù)字后，切斷“秒”信號(hào)?！靶７帧彪娐芬舶创朔椒ㄟM(jìn)行。⑥ 整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路。數(shù)字鐘一般都應(yīng)具備整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，即在時(shí)間出現(xiàn)整點(diǎn)前數(shù)秒內(nèi)，數(shù)字鐘會(huì)自動(dòng)報(bào)時(shí)，以示提醒。其作用方式是發(fā)出連續(xù)的活有節(jié)奏的音頻聲波，較復(fù)雜的也可以是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音提示。⑶電路圖實(shí)現(xiàn)數(shù)字鐘的整體電路可如圖 42所示。圖42 數(shù)字鐘整體仿真電路 ⒌方案比較以及確定方案二與原方案相比較有一下的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。⑴優(yōu)點(diǎn)：與原方案比較，方案二所用的元器件明顯較少，也因此方案二實(shí)現(xiàn)的電路就看著更加簡(jiǎn)單了。⑵缺點(diǎn)：與原方案比較可知，方案二中有著不足①方案二電路電源一接通后就會(huì)亂碼，必須要手動(dòng)校時(shí)后才會(huì)正常。②方案二電路能校正的只有“分”和“時(shí)”，而原方案卻是“時(shí)”、“分”、“秒”都是能校正的，因此可以使校準(zhǔn)更加簡(jiǎn)單。③蜂鳴報(bào)警電路的設(shè)計(jì)，方案二中只有蜂鳴器卻沒(méi)有燈光的顯示。綜合比較原方案和方案二的優(yōu)缺點(diǎn)，最后仍然決定選用原方案。 ⒍電路的仿真與調(diào)試①時(shí)鐘振蕩電路的仿真測(cè)試圖如圖61所示：圖61 時(shí)鐘振蕩電路的仿真測(cè)試圖②時(shí)鐘振蕩電路的仿真波形如圖 62所示：圖 62 時(shí)鐘振蕩電路仿真波形 ③數(shù)字鐘時(shí)間與秒表時(shí)間的仿真誤差為了測(cè)試數(shù)字時(shí)鐘的精確度，于是就在仿真時(shí)對(duì)數(shù)字時(shí)鐘的時(shí)間與秒表的時(shí)間進(jìn)行一個(gè)對(duì)比測(cè)試，測(cè)試結(jié)果得如下的表1所示。表1 數(shù)字鐘時(shí)間與秒表時(shí)間的比較表秒表時(shí)間(單位：秒)數(shù)字鐘時(shí)間誤差（單位：秒）0000：00：0003000：00：30000：01：009000：01：30012000：02：00000：02：3000：03：00④誤差分析從表1可看出，誤差接近于0，而且理論上，誤差本來(lái)是累積的，但實(shí)際上不然，該表的數(shù)據(jù)已顯示數(shù)字鐘走了90秒和120秒時(shí)的誤差與走了60秒的誤差并不相關(guān)聯(lián)，亦即誤差不累積。因此易得出此誤差值為人的反應(yīng)時(shí)間（包括視覺(jué)反應(yīng)時(shí)間和手的反應(yīng)時(shí)
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