数字时钟
1、标准秒脉冲发生器
标准秒脉冲发生器由有源晶振和分频器组成,产生标准秒脉冲信号,送至秒计数器的输入端。标准秒脉冲发生器电路如图1所示。
图1
图2
在标准秒脉冲发生器中使用了214分频器,分频器工作过程如下。
参见图2十进制加法计数器的时序图。由图2可见,输入CP脉冲的周期与输出Q3的周期有如下关系:T出=10T入,根据频率与周期之间的关系可知
F=1/T F出=1/10F入
即输出频率是输入频率的十分之一,称为十分频,因此,十进制加法计数器也叫做十分频器。同理,对于14位二进制加法计数器,如果输入脉冲的频率为F,那么,Q1、Q2...Q14输出频率就是F的1/2、1/4、1/8....1/214,称为2分频、4分频、8分频、....214分频。因此,如果计数器为N进制,即可作为N分频器来使用。
由图1可见,14位二进制(模214)计数器CD4060的10和11脚外接元件构成振荡器,振荡频率为石英晶体的中心频率32768Hz,经过214分频得32768Hz/214=2Hz,在3脚输出2Hz的矩形波信号,双D触发器CD4013接成T’触发器(D=Q(_)),做二分频器使用,最后在D触发器的1脚输出频率稳定而精确的1秒脉冲。
2、秒、分和小时计数器
有3块CD4518分别做为秒、分和小时计数器,构成原理同前。工作过程如下:
对于秒计数,当计满59个脉冲时,在来一个脉冲时,向分进一位,同时秒计数器清零。分计数器同秒。对于小时计数,当计满24小时时,产生一个清零脉冲,将时计数清零,同时分、秒也清零。上述计数器的进制关系为60进制(秒和分)和24进制(小时)。
3、译码和显示
计数器产生的8421BCD码,送给七段译码器CD4511,有七段译码器驱动显示器显示出来。本项目中使用了6个数码管,每个数码管需要7个限流电阻器,为了减少限流电阻器的数量,每个数码管使用一个3.3V稳压二极管接至公共端,以使数码管每个字段的降压约为1.7V左右,满足发光二极管的降压要求。
4、元件清单
元件名称
焊盘位置
数量
备注
CD4060
IC1
1
CD4013BCM
IC2
1
双上升沿D触发器
CD4518
IC3----IC5
3
双BCD同步加计数器
CD4511
IC6---IC11
6
七段码译码器
CD4081BCM
IC12
1
与门
共阴数码管
DS1---DS6
6
3.3V稳压二极管
V1---V6
6
电阻10K
R1--R3
3
电阻150
R4---R5
2
有源晶振32768Hz
Y1
1
电容103
C1-C3
3
二极管1N4148
D1--D6
6
发光二极管
LED1--LED4
4
电池盒
1
有什么不懂的可以问我,QQ332577133
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