數字鐘實驗電路的設計方案分析

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資料介紹

在電子技術實驗教學中，構建學生的電路設計理念，提高學生的電路設計能力，是教學的根本目的和核心內容。數字鐘電路的設計和仿真，涉及模擬電子技術、數字電子技術等多方面知識，能夠體現實驗者的理論功底和設計水平，是電子設計和仿真教學的典型案例。文中采用了555 定時器電路、計數電路、譯碼電路、顯示電路和時鐘校正電路，來實現該電路。
　　1 系統設計方案
　　數字鐘由振蕩器、分頻器、計時電路、譯碼顯示電路等組成［1-3］。振蕩器是數字鐘的核心，提供一定頻率的方波信號；分頻器的作用是進行頻率變換，產生頻率為1 Hz 的秒信號，作為是整個系統的時基信號；計時電路是將時基信號進行計數；譯碼顯示電路的作用是顯示時、分、秒時間；校正電路用來對時、分進行校對調整。其總體結構圖，如圖1 所示。
　　數字鐘實驗電路的設計方案分析

　　2 子系統的實現
　　2.1 振蕩器
　　本系統的振蕩器采用由555 定時器與RC 組成的多諧振蕩器來實現，如圖2 所示即為產生1 kHz 時鐘信號的電路圖。此多諧振蕩器雖然產生的脈沖誤差較大，但設計方案快捷、易于實現、受電源電壓和溫度變化的影響很小［4］。
　　數字鐘實驗電路的設計方案分析

　　2.2 分頻器
　　由于振蕩器產生的頻率高，要得到標準的秒信號，就需要對所得到的信號進行分頻。在此電路中，分頻器的功能主要有兩個：1）產生標準脈沖信號；2）提供電路工作需要的信號，比如擴展電路需要的信號。通常實現分頻器的電路是計數器電路，選擇74LS160 十進制計數器來完成上述功能［5］。如圖3 所示，555 定時器產生1 kHz 的信號，經過3 次1/10 分頻后得到1 Hz 的脈沖信號，為秒個位提供標準秒脈沖信號。