多功能数字钟电路的设计与制作

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1、多功能数字钟电路的设计与制作宁乡职业中专谭建明陈格民摘要：电子数字钟的应用十分广泛，通过计时精度很高的石英晶振（也可采用卫星传递的时钟标准信号），采用相应进制的计数器，转化为二进制数，经过译码和显示电路准确地将时间“时”“分”“秒”用数字的方式显示出来。与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观，无机械传动，无需人的经常调整等优点。它广泛用于电子表、车站、码头、广场等公共场所的大型远距离时间显示电子钟。【关键词】：电子钟秒脉冲分频器计数器译码驱动振荡器整点报时调试制作电子数字钟的应用十分广泛，通

2、过计时精度很高的石英晶振（也可采用卫星传递的时钟标准信号），采用相应进制的计数器，转化为二进制数，经过译码和显示电路准确地将时间“时”“分”“秒”用数字的方式显示出来。与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观，无机械传动，无需人经常调整等优点。它广泛用于电子表、车站、码头、广场等公共场所的大型远距离时间显示电子钟。一．数字钟电路设计思路图1是数字钟的原理框图分秒时秒计数器六十进制分计数器六十进制时计数器二十四进制报时电路秒脉冲发生器较时电路图1原理框图7二：各单元电路的设计方法1:秒信号发生电

3、路R4这是数字钟的关键电路，它直接影响到数字钟的走时准确。根据计时的精度确定石英晶振的频率，一般采用32768HZ的石英晶体振荡器通过15次的分频（15级二分频，因215=32768）来获得秒脉冲的信号，作为计时的基本单位。石英晶振的误差很小，一般可达10-9数量级。如果需要更高精度的可以选用更高的晶体振荡器。经过更多级的分频，可得到更加精确的秒信号，一年中的误差不超过一秒。我们选用CD4060作为秒脉冲发生电路的主要器件，它是14级的二进制计数器/分频器/振荡器。如图2所示，C1，C2，晶振，R

4、4，CD4060等器件构成32768HZ振荡器。CD4060的9脚10脚11脚内含两个非门电路，16脚为电源，8脚接地，1脚输出12分频信号，2脚输出13分频信号，3脚输出14分频信号，图中的R4是反馈电阻，可使内部的非门电阻工作在线性放大区，C2是微调电容，可改变振荡频率，以保证精确度。12脚为复位功能，当为高电平1时，Q1～Q14输出为0，R为低电平0时，内部计数器对9脚的脉冲进行计数且右脉冲的下降沿进行翻转。从3脚输出的为32768的第14级二分频，即为2HZ，经74LS74（D触发器）再作

5、二分频，从而得到秒脉冲（1HZ信号）。+VDD+5V为止，32768HZC1C23-20P晶振161514131211109Q10Q8Q9RCP1CP0CP0Q12Q13Q14Q6Q5Q7Q4VSS12345678+5VQ1HZ1C1/451D67Q74LS7474LS74图2秒信号发生电路72:“时”“分”“秒”计数器电路计数器电路用来完成60秒60分及24小时的计数工作，且秒计数器的进位脉冲可以作为分计数器的输入脉冲，同理分计数器的进位脉冲可以作为小时计数器的输入脉冲，24小时的输入脉冲可以作

6、为一天的进位脉冲。“秒”、“分”、“时”计数器电路采用双BCD同步加法计数器CD4518，由图2得到的秒脉冲送图3a秒计数器，由此完成60秒计数功能。由74LS08的3脚输出信号即为60秒的进位时脉冲。十位个位QD2QC2QB2QA2CP2QD1QC1QB1QA1VDD1413121110654316215791874LS08CD451821CP11HZ脉冲3进位脉冲图3a秒计数器图中，QA1、QB1、QC1、QD1为秒个位上十进制显示的二进制BCD码，QA1、QB2、QC2、QD2为秒十位上6进

7、制BCD码，当十位要显示十进制6时即0110，QB2、QC2位均为1，利用此条件，经74LS08（四二输入与门）内部与门输出为1即高电平，给15脚，高电平使CD4518一组十位上的计数输出全部为0并向前输出一高电平，其他时候为低电平，此脉冲即为分脉冲的输入信号。CD451815脚和2脚分别为清零端，当它为高电平时，QD～QA=0为低电平，执行计数功能，其脉冲输入有2个方式，从2脚10脚输入时，为下降沿计数，此时9脚1脚接低电平才有效，否则不能计数，计数脉冲信号从9脚1脚输入时，从脉冲的上升沿开始计

8、数，此时，2脚10脚应高电平才有效，否则不能计数。分计数器与秒计数器完全相同。不同之处在于输出的脉冲不同，前者是1HZ，这里是1/60HZ。图略。时计数器为24进制计数，基本电路与分秒计数器相同。不同的是找出24进制的复位脉冲即显示24时个位及十位共8个输出端全部清零。十位为0010（显示2）时，个位为0100（显示4）时全部清零即00点。选十位的QB=1和个位的QC7=1，通过与门74LS08给CD4518的15脚与7脚为高电平，使输出QA～QD全为0从而实现24进制，此进位脉冲