基于555的數(shù)字時(shí)鐘顯示

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1、基于555的數(shù)字時(shí)鐘顯示1引言隨著科技的快速發(fā)展，數(shù)字電子鐘在實(shí)際生活中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，小到普通的電子表，大到航天器等高科技電子產(chǎn)品中的計(jì)時(shí)設(shè)備。數(shù)字鐘是一個(gè)將“時(shí)”，“分”顯示于人的視覺器官的計(jì)時(shí)裝置。它的計(jì)時(shí)周期為24小時(shí)，顯示滿刻度為23時(shí)59分，另外應(yīng)有整點(diǎn)報(bào)時(shí)附加功能。因此，一個(gè)基本的數(shù)字鐘電路主要由譯碼顯示器、“時(shí)”，“分”計(jì)數(shù)器、報(bào)時(shí)電路和振蕩器組成。作為自動(dòng)化的一名學(xué)生掌握并能夠獨(dú)立自主設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電子鐘是必要和必須的，既可以加深對(duì)課本上理論知識(shí)的理解又能鍛煉自己的思考和解決問(wèn)題的能力。于是，經(jīng)過(guò)查閱許

2、多相關(guān)書籍和瀏覽許多網(wǎng)絡(luò)資源，我做了這款簡(jiǎn)單數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)。2方案論證2.1原理設(shè)計(jì)和功能描述2.1.1數(shù)字計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)思想要想構(gòu)成數(shù)字鐘，首先應(yīng)選擇一個(gè)脈沖源——能自動(dòng)地產(chǎn)生穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間脈沖信號(hào)。而脈沖源產(chǎn)生的脈沖信號(hào)地頻率較高，因此，需要進(jìn)行分頻，使得高頻脈沖信號(hào)變成適合于計(jì)時(shí)的低頻脈沖信號(hào)，即“秒脈沖信號(hào)”（頻率為1Hz）。經(jīng)過(guò)分頻器輸出的秒脈沖信號(hào)到計(jì)數(shù)器中進(jìn)行計(jì)數(shù)。由于計(jì)時(shí)的規(guī)律是：60秒=1分，60分=1小時(shí)，24小時(shí)=1天，就需要分別設(shè)計(jì)60進(jìn)制，12進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。各計(jì)數(shù)器輸出信號(hào)經(jīng)譯碼器

3、、驅(qū)動(dòng)器到數(shù)字顯示器，是“時(shí)”、“分”得以數(shù)字顯示出來(lái)。第9頁(yè)圖1框架圖2.2單元電路的設(shè)計(jì)2.2.1振蕩電路555定時(shí)器其中R2=10kΩ,R2=10.2kΩ,C3=47nF,C4=10nF根據(jù)f=1/[0.7*(R1+R2)*C3]，要想使輸出為1000HZ,R1=10k,R2=10k,振蕩電路由555構(gòu)成的自激多諧振蕩器直接產(chǎn)生1000Hz時(shí)鐘脈沖頻率。第9頁(yè)圖3555定時(shí)器2.2.2分頻電路本次設(shè)計(jì)采用一片74LS191D與74LS00、74LS08構(gòu)成10分頻電路，該電路運(yùn)用74LS00構(gòu)成的復(fù)位電路，將兩信號(hào)

4、進(jìn)行與非運(yùn)算，即當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到10的時(shí)候與非輸出為0，能夠?qū)⒎诸l器復(fù)位，而采用74LS08則構(gòu)成進(jìn)位器，當(dāng)兩信號(hào)輸入均為1的時(shí)候則輸出為1。第9頁(yè)2.2.2計(jì)數(shù)電路數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用一個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和一個(gè)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)可以用反饋清零法。當(dāng)計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)進(jìn)位脈沖到來(lái)時(shí)，反饋信號(hào)將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模的循環(huán)計(jì)數(shù)。以六十進(jìn)制為例，當(dāng)計(jì)數(shù)器從00，01，02，……，59計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)?shù)?0個(gè)秒脈沖到來(lái)時(shí)，反饋信號(hào)隨即將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)模為60的循環(huán)

5、計(jì)數(shù)。在計(jì)數(shù)部分我們同樣采用了兩種方案，分別是使用74ls191和74ls00，74LS08連接成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器的介紹。采用74LS191與74LS00、74LS08分別連成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和24進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖560進(jìn)制計(jì)數(shù)器60進(jìn)制計(jì)數(shù)器使用U26構(gòu)成一個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器，這個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器由與非門控制其復(fù)位功能，U27構(gòu)成一個(gè)6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其脈沖由10進(jìn)制的進(jìn)位構(gòu)成。第9頁(yè)圖624進(jìn)制計(jì)數(shù)器2.2.3譯碼與顯示電路第9頁(yè)圖7譯碼是編碼的相反過(guò)程，譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號(hào)以表示編碼時(shí)所賦

6、予原意的電路。常用的集成譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、74ls4511制譯碼器和BCD—7段譯碼器、顯示模塊用來(lái)顯示計(jì)時(shí)模塊輸出的結(jié)果。a.譯碼器74LS4511譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定的代碼進(jìn)行“翻譯”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲(chǔ)器尋址和組合控制信號(hào)等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。在電路中用的譯碼器是共陽(yáng)極譯碼器74LS4511用74LS4511輸入的8421BCD碼

7、ABCD譯成七段輸出a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)。第9頁(yè)圖8b.顯示器在此電路圖中所用的顯示器是共陰極形式，陰極必須接地。圖9顯示器3電路原理圖第9頁(yè)圖11第9頁(yè)3.5設(shè)計(jì)總結(jié)本數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)是由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器所組成。但本設(shè)計(jì)電路的缺點(diǎn)是：沒有整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路，即據(jù)該方案進(jìn)行生產(chǎn)得到的產(chǎn)品并無(wú)報(bào)時(shí)功能。該設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是：采用北京時(shí)間計(jì)時(shí)，直接將時(shí)間以數(shù)字形式表現(xiàn)出來(lái)、精確度較高、走時(shí)穩(wěn)定、使用方便。本設(shè)計(jì)采用有集成電路定時(shí)器555與RC組成的多諧振蕩器組成，由它得到高頻信號(hào)；再將此信號(hào)傳至由

8、3片中規(guī)模集成電路計(jì)數(shù)器74LS191相串聯(lián)得到的分頻器中，從而得到我們計(jì)時(shí)所需要的秒信號(hào)（頻率為1Hz的秒信號(hào)）；之后再將該信號(hào)傳至計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性直接影響數(shù)字表的準(zhǔn)確，且計(jì)數(shù)器部分是我們《電子技術(shù)》課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，計(jì)數(shù)器包括兩部分，即12進(jìn)制計(jì)數(shù)和60進(jìn)制計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)12進(jìn)制計(jì)數(shù)采用74LS191和74