數字時鐘

1、標準秒脈沖發生器

標準秒脈沖發生器由有源晶振和分頻器組成，產生標準秒脈沖信號，送至秒計數器的輸入端。標準秒脈沖發生器電路如圖1所示。

圖1

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2018-4-17 01:29 上傳

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圖2

在標準秒脈沖發生器中使用了214分頻器，分頻器工作過程如下。

參見圖2十進制加法計數器的時序圖。由圖2可見，輸入CP脈沖的周期與輸出Q3的周期有如下關系：T出=10T入，根據頻率與周期之間的關系可知

  F=1/T    F出=1/10F入

即輸出頻率是輸入頻率的十分之一，稱為十分頻，因此，十進制加法計數器也叫做十分頻器。同理，對于14位二進制加法計數器，如果輸入脈沖的頻率為F，那么，Q1、Q2...Q14輸出頻率就是F的1/2、1/4、1/8....1/214，稱為2分頻、4分頻、8分頻、....214分頻。因此，如果計數器為N進制，即可作為N分頻器來使用。

由圖1可見，14位二進制（模214）計數器CD4060的10和11腳外接元件構成振蕩器，振蕩頻率為石英晶體的中心頻率32768Hz，經過214分頻得32768Hz/214=2Hz，在3腳輸出2Hz的矩形波信號，雙D觸發器CD4013接成T’觸發器（D=Q(_)），做二分頻器使用，最后在D觸發器的1腳輸出頻率穩定而精確的1秒脈沖。

2、秒、分和小時計數器

有3塊CD4518分別做為秒、分和小時計數器，構成原理同前。工作過程如下：

對于秒計數，當計滿59個脈沖時，在來一個脈沖時，向分進一位，同時秒計數器清零。分計數器同秒。對于小時計數，當計滿24小時時，產生一個清零脈沖，將時計數清零，同時分、秒也清零。上述計數器的進制關系為60進制（秒和分）和24進制（小時）。

3、譯碼和顯示

計數器產生的8421BCD碼，送給七段譯碼器CD4511，有七段譯碼器驅動顯示器顯示出來。本項目中使用了6個數碼管，每個數碼管需要7個限流電阻器，為了減少限流電阻器的數量，每個數碼管使用一個3.3V穩壓二極管接至公共端，以使數碼管每個字段的降壓約為1.7V左右，滿足發光二極管的降壓要求。

4、元件清單