【文章內(nèi)容簡介】 電路等。 圖 3— 2 CMOS 晶體振蕩器 圖 3— 2 所示電路中， CMOS 非門 U1 與晶體、電容和電阻 構成晶體振蕩器電路， U2實現(xiàn)整形功能，將振蕩器輸出的近似于正弦波的波形轉(zhuǎn)換為較理想的方波。輸出反饋電阻 R為非門提供偏置，使電路工作于放大區(qū)域，即非門的功能近似于一個高增益的反相放大器。 C C2均為 30pF，當要求頻率準確度和穩(wěn)定度更高時，還可接入校正電容并采取溫度補償措施。由于 CMOS 電路的輸入阻抗極高，因此反饋電阻 R1可選為 10MΩ。較高的反饋電阻有利于提高振蕩頻率的穩(wěn)定性。非門電路可選 74HC00 或 74HC04 等。電容 C１ 、陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 7 C２ 與晶體構成一個諧振型網(wǎng)絡，完成對振蕩頻率的控制功能，同時提供了一個 180 度 相移，從而和非門構成一個正反饋網(wǎng)絡，實現(xiàn)了振蕩器的功能。由于晶體具有較高的頻率穩(wěn)定性及準確性，從而保證了輸出頻率的穩(wěn)定和準確。 分頻器電路 通常，數(shù)字鐘的晶體振蕩器輸出頻率較高，為了得到 1Hz的秒信號輸入，需要對振蕩器的輸出信號進行分頻。為了盡量減少元器件數(shù)量，可選用多極 2進制計數(shù)電路CD4060， CD4060 計數(shù)為 14 級 2 進制計數(shù)器，可以將 32768HZ的信號分頻為 2HZ，其內(nèi)部框圖如圖 3— 3 所示，從圖中可以看出， CD4060 的時鐘輸入端兩個串接的非門，因此在CP０ 和 CP０ 之間接入振蕩器 外接元件可實現(xiàn)振蕩，并利用時計數(shù)電路中多一個 2分頻器（后述）可實現(xiàn) 15級 2分頻，即可得 1HZ信號。 圖 3— 3 CD4060 內(nèi)部框圖 時間計數(shù)電路 一般采用 10 進制計數(shù)器來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。為減少器件使用數(shù)量，可選 74HC390，其內(nèi)部邏輯框圖如圖 3— 4 所示。該器件為雙 2510異步計數(shù)器，并且每一計數(shù)器均提供一個異步清零端（高電平有效）。 圖 3— 4 74HC390 內(nèi)部框圖 秒個位計數(shù)單元為 10 進制計數(shù)器，無需進制轉(zhuǎn)換，只需將 QＡ 與 CPＢ （下降沿有效）相連即可。 CPＡ （下降沒效）與 1Hz 秒輸入信號相連， Q３ 可作為向上的進位信號與十位計數(shù)單元的 CPＡ 相連。秒十位計數(shù)單元為 6 進制計數(shù)器，需要進制轉(zhuǎn)換。將 10進制計數(shù)器轉(zhuǎn)換為 6進制計數(shù)器的電路連接方法如圖 3— 5所示，其中 Q２ 可作為向上的進位信號與分個位的計數(shù)單元的 CPＡ 相連。 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 8 圖 3— 5 十進制 — 六進制計數(shù)器轉(zhuǎn)換電路 分個位和分十 位計數(shù)單元電路結構分別與秒個位和秒十位計數(shù)單元完全相同，只不過分個位計數(shù)單元的 Q３ 作為向上的進位信號應與分十位計數(shù)單元的 CPＡ 相連，分十位計數(shù)單元的 Q２ 作為向上的進位信號應與時個位計數(shù)單元的 CPＡ 相連。時個位計數(shù)單元電路結構仍與秒或個位計數(shù)單元相同，但是要求，整個時計數(shù)單元應為 12 進制計數(shù)器，不是10 的整數(shù)倍，因此需將個位和位計數(shù)單元合并為一個整體才能進行 12進制轉(zhuǎn)換。利用 1片 74HC390 實現(xiàn) 12進制計數(shù)功能的電路如圖 3— 6所示。另外，圖 3— 6 所示電路中，尚余 2進制計數(shù)單元，正好可作為分頻器 2Hz 輸出信 號轉(zhuǎn)化為 1Hz 信號之用。 圖 3— 6 十二進制計數(shù)器電路 譯碼驅(qū)動及顯示單元 計數(shù)器實現(xiàn)了對時間的累計以 8421BCD 碼形式輸出，為了將計數(shù)器輸出的 8421BCD碼顯示出來，需用顯示譯碼電路將計數(shù)器的輸出數(shù)碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，一般這種譯碼器通常稱為 7段譯碼顯示驅(qū)動器。常用的 7段譯碼顯示驅(qū)動器有 CD4511。本次設計中選擇 CD4511 作為顯示譯碼電路；選擇 LED 數(shù)碼管作為顯示單元電路。 校時電路 根據(jù)要求，數(shù)字鐘 應具有分校正和時校正功能，因此，應截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。若門電路采用 TTL 型，則可省去電阻 R1和 R2。與或非門可選 74HC15，非門則可選 74HC00 或 74HC04陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 9 等。圖 3— 7 所示即為用 COMS 與或非門實現(xiàn)的時或分校時電路，圖中， In1 端與低位的進位信號相連； In2端與校正信號相連，校正信號可直接取自分頻器產(chǎn)生的 1Hz 或 2Hz（不可太高或太低）信號；輸出端則與分或時個位計時輸入端相連。如圖 3— 7所示，當開關打向下時，因為校正信號和 0相與的輸 出為 0，而開關的另一端接高電平，正常輸入信號可以順利通過與或門，故校時電路處于正常計時狀態(tài)；當開關打向上時，情況正好與上述相反，這時校時電路處于校時狀態(tài)。顯然，這樣的校時電路需要兩個。圖 3— 7所示校時電路存在開關抖動問題，使電路無法正常工作，因此實際使用時，須對開關的狀態(tài)進行消除抖動處理。通常采用基本 RS觸發(fā)器構成開關消抖動電路，如圖 3— 7所示即為帶有該電路的校正電路。另外，在對分進行校時時應不影響時計數(shù)器的現(xiàn)狀態(tài)，即當分校時時，如果產(chǎn)生進位應該不影響時計數(shù)的計數(shù)或不產(chǎn)生進位作用，因此，可用分校時時 RS觸發(fā) 器的 0 輸出狀態(tài)來封鎖。進位輸入信號。 74HC51 正好為 3— 3輸入的與或非門，多出的輸入端可作為封鎖信號輸入之用。 圖 3— 7 帶有消抖動電路的校正電路 整點報時電路 根據(jù)要求，電路應在整點前 10 秒鐘內(nèi)開始整點報時，即當時間在 59 分 50秒到 59分 59秒期間時，報時電路報時控制信號。當時間在 59 分 50 秒到 59 分 59 秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為 9 和 5，因此可將分計數(shù)器十位的 QＣ 和 QＡ 、個位的 QＤ 和 QＡ 及秒計數(shù)器十位的 QＣ 和 QＡ 相 與，從而產(chǎn)生報時控制信號。報時電路可選 74HC30 來構成。 74HC30 為 8輸入與非門。選蜂鳴器為電聲器件，蜂鳴器是一種壓電電聲器件，當其兩端加上一個直流電壓時酒會發(fā)出鳴叫聲，兩個輸入端是極性的，其較長引腳應與高電位相連。與非門 74HC30 輸出端應與蜂鳴器的負極相連，而蜂鳴器的正極則應與電源相連。 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 10 4 、元器件 本課程設計共用到材料有 網(wǎng)絡線 2米 /人 CD4060 集成塊 1塊 74HC390 集成塊 3塊 74HC51 集成塊 1塊 共陰八段數(shù)碼管 6個 74HC00 集成塊 4塊 CD4511 集成塊 6 塊 鑷子 1 把 剪刀 1 把 10MΩ 電阻 5個 74HC390 集成塊 3塊 74HC30 集成塊 1塊 500Ω 電阻 14個 30p電容 2個 時鐘晶體 1個 四連面包板 1 塊 附：面包板結構圖 （ 1） WB— 1 系列面包板之電源座（邊系）彈片是由每 25個插孔連接在一起的彈片組裝而 成的。五列為一組，共有兩組，組與組不相通，列與列相通，行與行不通。 （ 2） X 與 Y （ 3）引腳 陜西國防學院電子工程系畢業(yè)論文 11 集成快引腳排列圖 陜西國防學