電子信息專業畢業論文數字時鐘(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 C充電。輸出電壓維持高電平的時間取決于 RC 的充電時間，當 t=tW時，電容上的充電電壓為；CCRCtCCC VeVvw321 ????????? ?? ?，所以輸出電壓的脈寬 tW=RCln3≈ 。一般 R取 1kΩ～ 10MΩ， C＞ 1000pF。 值得注意的是： t的重復周期必須大于 tW，才能保證放一個正倒置脈沖起作用。由上式可知，單穩態電路的暫態時間與 VCC無關。因此用 555 定時器組成的單穩電路可以作為精密定時器。 單穩態電路的電路圖和波形圖 2． 施密特觸發器 施密特觸發器電路圖和波形圖如下圖所示，其回差電壓為 1/3Vcc。若在電壓控制端 5外接可調電壓 Vco（ ～ 5V），可以改變回差電壓 Δ VT,施密特觸發器可方便的地把三角波轉換成方波 。 施密特觸發器電路 圖和波形圖 分頻器電路 分頻器電路將 32768Ｈ z的高頻方波信號經 32768（ 152 ）次分頻后得 Hz 的方波信號供秒計數器進行計數。分頻器實際上也就是計數器。 由于 CC4060 常用做分頻器、定時器及邏輯控制器，圖 為用其構成的XX 大學本科畢業設計 數字時鐘 14 秒信號發生器電路，它可以為數字鐘或其他計數器提供固定的時鐘信號（ 1 秒）。該電路是由 CC4060和 BCD碼同步加法計數器 CC4518構成。電路中利用 CC4060組成兩部分電路，一部分是 14 級分頻器，另一部分是由 外接電子表用石英晶體構成的頻率為 32768Hz（ =2 Hz ）的振蕩源。振蕩器輸出經 14 級分頻后在輸出端 Q14上得到 2Hz 脈沖，再送入由 CC4518 構成的二分頻器、分頻后在輸出端 Q1 上得到秒基準信號，頻率為 1Hz。 9V R 秒脈沖 M 22PF 32768Hz 圖 時間計數器電路 時間計數器電路 時間計數電路由秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器及時個位和時十位計數器電路構成，其中秒個位和秒十位計數器、分個位和分十位計數器為 60 進制計數器，而根據設計要求，時個位和時十位計數器為12進制計數器。 數字鐘的“秒”、“分”信號產生電路都是由六十進制計數器構成，“時”信號產生電路為二十四進制計數器。他們都可以用兩個“二 十進制”計數器來實現。 計數器的基本原理： 計數觸發器是翻轉型觸發器，即輸入一個 CP 脈沖該觸發器的狀態就翻轉一次。 如果觸發器初始狀態為 0，在逐個輸入 CP 脈沖時，其輸出狀態就會由 0→1→ 0→ 1 不斷變化。此時稱觸發器工作在計數狀態。即由觸發器輸出狀態的變化，可以確定輸入 CP 脈沖的個數，對 CP 脈沖進行計數。一個觸發器能表 示一位二進制數的兩種狀態，兩個觸發器能表示兩位二進制數的 4 種狀態。 n 個觸發器能表示 n 位二進制數的 2n 種狀態，即能計 2n個數。 利用已有的集成計數器構成任意進制計數器的方法通常有三種： （ 1）直接選用已有的計數器。 例如，欲構成十進制計數器，可直接選用十進制異步計數器 74LS192。 Cp0 Q14 C4060 Cp1 Vss Vdd CPE Cp C4518 q1 R Vss XX 大學本科畢業設計 數字時鐘 15 （ 2）用兩個模小的計數器串接。 可以構成模為兩者之積的計數器。例如，用模 6和模 10 計數器串接起來，可以構成模 60 計數器。 （ 3）利用反饋法改變原有計數長度。 這種方法是，當計數器計數到某一數值時，由電路產生的置 位脈沖或復位脈沖，加到計數器預置數控制端或各個觸發器清零端，使計 器恢復到起始狀態，從而達到改變計數器模的目的。 在設計過程中分計數器的設計采用雙十進制計數器 4518 構成 N=60 CC4518 管腳圖如下圖 所示： CC4518 管腳排列圖 CC4518 邏輯符號 : CC4518 絡繹符號圖 CC4518 真值表 XX 大學本科畢業設計 數字時鐘 16 CP E CR 功能 ? 1 0 加法計數 0 ? 0 加法計數 ? ? 0 不變 ? ? 0 不變 ? 0 0 不變 0 ? 0 不變 ? ? 1 Q4~Q1 CC4518 真值表 由 CC4518 真值表 可知，這兩種計數器可以在時鐘脈沖正跳變或負跳變時觸發，如采用時鐘上升沿觸發，則信號從 CP 端輸入，這時時鐘 EN端必須接高電平，若用時鐘下降沿觸發，則信號從 EN 端輸入，但這時 CP 端必須接低電平。R為異步清零端，高電平有效。 CC4518 內部的兩個計數器可單獨使用，也可級聯起來擴大計數范圍。級聯使用時把 Q4端聯接到下一級 EN端，并同時使下一級的 CP端接低電 平，如圖 所示如果把 Q4 端接到后級的 CP端，利用 Q4 輸出脈沖的上升沿來計數，則得不到“逢十進一”或“逢十六進一”的結果，而只能完成八進制計數。 圖 Q1 Q2 Q3 Q4 EN CP R Q1 Q2 Q3 Q4 EN CP R Q1 Q2 Q3 Q4 EN CP R XX 大學本科畢業設計 數字時鐘 17 國產 CC4518 可由國外產品 CD4518 或 MC14518 直接代用 因為一片ＣＣ４５１８內含有兩個十進制計數器，因此用一片ＣＣ４５１８就可以構成六十進制或二十四進制計數器了。 選取Ｃ Ｃ４５１８和也非門 CC451采用反饋復位法構成的六十進制和二十四進制加法計數器電路分別見圖 (a)和（ b）所示。 CP “ 1” 圖 （ a） CP 圖 (b) 我們把計數器各功能端前面標有“ 1”的叫“計數器 1”標有“ 2”的叫“計數器 2”。在這兩個電路中，“計數器 1”的控制脈沖均由 CP 端輸入，因此 1EN應接高電平；“計數器 2”的控制包沖均由 EN 端輸入，因此 2CP 應接低電平。 將 1Qd 接至 2EN 保證了低位十進制計數器向高位計數器提供觸發信號。圖 是同步十進制計數器的時序圖。 1CR 2Qc 2Qb 2CR 2EN 1CP CC4518 1EN 2CP 1Qb 1CR 1Qc 2Qb 2CR 2EN 1CP CC4511 1EN 2CP 1Qd XX 大學本科畢業設計 數字時鐘 18 0 1 0 0 0 0 0