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數電課程設計數字鐘(編輯修改稿)

2026-02-08 04:54 本頁面

　

【文章內容簡介】當于１５極２進制計數器。常用的２進制計數器有７４ＨＣ３９３等。本實驗中采用 CD4060 來構成分頻電路。 CD4060 在數字集成電路中可實現的分頻次數最高，而且 CD4060 還包含振蕩電路所需的非門，使用更為方便。ＣＤ４０６０計數為１４級２進制計數器，可以將３２７６８Ｈ Z 的信號分頻為２Ｈ Z，其內 5 部框圖如圖 33 所示，從圖中可以看出，ＣＤ４０６０的時鐘輸入端兩個串接的非門，因此可以直接實現振蕩和分頻的功能。圖 33 CD4046 內部框圖３）時間計數單元時間計數單元有時計數、分計數和秒計數等幾個部分。時計數單元一般為１２進制計數器計數器，其輸出為兩位８４２１ＢＣＤ碼形式；分計數和秒計數單元為６０進制計數器，其輸出也為８４２１ＢＣＤ碼。一般采用 10 進制計數器 74HC390 來實現時間計數單元的計數功能。為減少器件使用數量，可選７４ＨＣ３９０，其內部邏輯框圖如圖２ .３所示。該器件為雙２ — ５－１０異步計數器，并且每一計數器均提供一個異步清零端（高電平有效）。圖 34 74HC390(1/2)內部邏輯框圖秒個位計數單元為１０進制計數器，無需進制轉換，只需將ＱＡ與ＣＰＢ（下降沿有效）相連即可。ＣＰＡ（下降沒效）與１Ｈ Z 秒輸入信號相連，Ｑ３可作為向上的進位信號與十位計數單元的ＣＰＡ相連。秒十位計數單元為６進制計數器，需要進制轉換。將１０進制計數器轉換為６進制計數器的電路連接方法如圖 35 所示，其中Ｑ２可作為向上的進位信號與分個位的計數單元的ＣＰＡ相連。圖 35 10 進制 —— 6 進制計數器轉換電路 6 分個位和分十位計數單元電路結構分別與秒個位和秒十位計數單元完全相同，只不過分個位計數單元的Ｑ３作為向上的進位信號應與分十位計數單元的ＣＰＡ相連，分十位計數單元的Ｑ２作為向上的進位信號應與時個位計數單元的ＣＰＡ相連。時個位計數單元電路結構仍與秒或個位計數單元相同，但是要求，整個時計數單元應為１２進制計數器，不是１０的整數倍，因此需將個位和十位計數單元合并為一個整體才能進行１２進制轉換。利用１片７４ＨＣ３９０實現１２進制計數功能的電路如圖 36 所示。另外，圖 36 所示電路中，尚余－２進制計數單元，正好可作為分頻器２Ｈ Z 輸出信號轉化為１Ｈ Z 信號之用。圖 36 12 進制計數器電路 4）譯碼驅動及顯示單元計數器實現了對時間的累計以 8421BCD 碼形式輸出，選用顯示譯碼電路將計數器的輸出數碼轉換為數碼顯示器件所需要的輸出邏輯和一定的電流，選用 CD4511 作為顯示譯碼電路，選用 LED 數碼管作為顯示單元電路。 5）校時電源電路當重新接通電源或走時出現誤差時都需要對時間進行校正。通常，校正時間的方法是：首先截斷正常的計數通路，然后再進行人工出觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元的輸入端，校正好后，再轉入正常計時狀態即可。根據要求，數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。圖 37 所示即為帶有基本 RS 觸發器的校時電路。 7 圖 37 帶有消抖動電路的校正電路 6）整點報時電路一般時鐘都應具備整點報時電路功能，即在時間出現整點前數秒內，數字鐘會自動報時，以示提醒。其作用方式是發出連續的或有節奏的音頻聲波，較復雜的也可以是實時語音提示整點報時的功能

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