數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-09-01 07:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 有兩個(gè)反相器。RS（11腳）、RTC（10腳）CTC(9腳)分別為時(shí)鐘輸入、反向輸出端、輸出端。圖中R45為反饋電阻（10～100 Mom），目的是為CMOS反相器提供偏置，使其工作在放大狀態(tài)。C1為溫度特性校正電容，一般取20～50Pf。C2是頻率微調(diào)電容，取5～30pF。石英晶振采用32768 Hz晶振，若要得到1Hz的脈沖，則需要經(jīng)過15級的二分頻器完成（32768 Hz /215=1 Hz）。由于CD4060只能完成14級分頻，故需要外加一級分頻，采用74LS74雙D觸發(fā)器完成二分頻，最終得到數(shù)字鐘的脈沖輸入1Hz信號。 CD4060引腳圖 CD4060功能表RSCTCRTCRESET功能↓↓↑0計(jì)數(shù)↑011復(fù)位 時(shí)間計(jì)數(shù)電路時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器、時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器構(gòu)成，其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。實(shí)現(xiàn)這兩種模數(shù)的計(jì)數(shù)器采用中規(guī)模計(jì)數(shù)器74LS161，（1）所示，（2）為其功能表。（1） 74LS161引腳圖（2） 74LS161功能表清0預(yù)置控制時(shí)鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出EPETCPA3A2A1A0Q3Q2Q1Q00000010D3D2D1D0D3D2D1D0110保持110保持1111計(jì)數(shù) 分、秒的計(jì)時(shí)電路由74LS161 ： 60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖將一片74LS161設(shè)置為10進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，另一片設(shè)置為 6 進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器。因?yàn)?的二進(jìn)制表示是0110且74LS161是低電平清零，因此在反饋清零的時(shí)候，將十位的Q1和Q2通過74LS00與非門后接入十位的清零端。兩片74LS161按照反饋清零法串聯(lián)。個(gè)位的清零信號級聯(lián)十位的脈沖輸入端。秒計(jì)數(shù)的十位和個(gè)位，輸出脈沖除用作自身清零外，同時(shí)還作為分計(jì)數(shù)器的輸入脈沖。74LS161十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的清零功能（特點(diǎn)：不耗時(shí)鐘脈沖），在上級161控制下級161時(shí)候通過組合電路（主要利用與非門）實(shí)現(xiàn)，在連接電路的時(shí)候要注意并且強(qiáng)調(diào)使能端的連接，其將影響到整一個(gè)電路的是否工作。電路的控制原理如下：秒鐘由個(gè)位向十位進(jìn)位：0000—0001—0010—0011—0100—0101—0110—0111—1000—1001實(shí)現(xiàn)個(gè)位的計(jì)數(shù)由秒?yún)^(qū)向分區(qū)的顯示控制：基本原理同上，在秒?yún)^(qū)十位向分區(qū)個(gè)位顯示時(shí)：0000—0001—0010—0011—0100—0101產(chǎn)生了六個(gè)脈沖的時(shí)候向下級輸出一個(gè)時(shí)鐘脈沖，利用的還是與非門，目標(biāo)仍是實(shí)現(xiàn)正確的計(jì)時(shí)顯示。 時(shí)的計(jì)時(shí)電路 時(shí)電路圖：由分計(jì)數(shù)器的清零脈沖送入時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)器，電路在分的清零脈沖作用下按二進(jìn)制自然序依次遞增1，當(dāng)計(jì)數(shù)到24，這時(shí)小時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)狀態(tài)是Q3Q2Q1Q0=0100（也就是4）, 小時(shí)十位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)Q3Q2Q1Q0=0010（也就是2）時(shí)，小時(shí)十位計(jì)數(shù)器只有Q1端有輸出，小時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)器只有Q2端有輸出，將時(shí)十位的Q時(shí)個(gè)位的Q2端接一個(gè)二輸入與非門，與非門輸出一路送入小時(shí)十位計(jì)數(shù)器的清零端，另一路送入小時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)器的清零端。每時(shí)的個(gè)位10小時(shí)向小時(shí)十位計(jì)數(shù)器送CP脈沖，當(dāng)十位輸出為二，小時(shí)個(gè)位輸出為四時(shí)，將整個(gè)電路清零，從而構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 譯碼顯示電路： 譯碼顯示電路圖譯碼顯示電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行翻譯，變成相應(yīng)的數(shù)字。用于驅(qū)動LED七段數(shù)碼管的譯碼器常用的有74LS48。74LS48是BCD7段譯碼器/驅(qū)動器，輸出高電平有效，專用于驅(qū)動LED七段共陰極顯示數(shù)碼管，上圖既是由74LS48和LED七段共陰極數(shù)碼管組成的一位數(shù)碼顯示電路。若將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的每一位輸出分別送到相應(yīng)七段譯碼器的輸入端便可進(jìn)行不同數(shù)字的顯示。下面簡介74LS48 的功能：BI：當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅狀態(tài)，不顯示數(shù)字。LD：當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，不管輸入 DCBA 狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。RBI：使能控制端，當(dāng)RBI=1 時(shí)，允許譯碼輸出。DCBA：為8421BCD碼輸入端。QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG、：為譯碼輸出，輸出為高電平。74LS48 的BI、LD、RBI端接高電平，輸入端D、C、B、A接74LS161的輸出端QQQQ0，其輸出端QA~QG接數(shù)碼管。當(dāng)數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)器在CP脈沖作用下，按60秒為1分、60分為1小時(shí)、24小時(shí)為1天的計(jì)數(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)時(shí)，就應(yīng)將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號。這就需要將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)進(jìn)
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