數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率(1HZ)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間(如北京時(shí)間)一致,故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路,同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。
簡(jiǎn)單數(shù)字鐘仿真電路圖(一)
將時(shí)鐘信號(hào)輸給秒模塊,秒模塊的進(jìn)位輸給分模塊,分模塊進(jìn)位輸入給時(shí)模塊,切換的時(shí)候使用2選1數(shù)據(jù)選擇器進(jìn)行切換,電路框圖如下:

該方案的優(yōu)點(diǎn)是模塊內(nèi)部簡(jiǎn)單,基本不需要額外的電路,但缺點(diǎn)也很明顯,該方案結(jié)構(gòu)不清晰,模塊間關(guān)系混亂,模塊外還需使用較多門(mén)電路,不利于功能擴(kuò)充,且使用了異步電路,計(jì)數(shù)在59的時(shí)候,高一級(jí)馬上進(jìn)位,故本次設(shè)計(jì)不采用此方案。
簡(jiǎn)單數(shù)字鐘仿真電路圖(二)
時(shí)鐘信號(hào)分別加到各個(gè)模塊,各個(gè)模塊功能相對(duì)獨(dú)立,框圖如下:

該方案用總線結(jié)構(gòu),主要功能集中在模塊內(nèi)部,模塊功能較為獨(dú)立,模塊間連線簡(jiǎn)單,易于擴(kuò)展,本次設(shè)計(jì)采用此方案。
簡(jiǎn)單數(shù)字鐘仿真電路圖(三)

顯示數(shù)碼管能夠正常跳動(dòng)并進(jìn)位,當(dāng)整點(diǎn)報(bào)時(shí)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí),在達(dá)到整點(diǎn)是蜂鳴器響;當(dāng)按下校時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí),數(shù)碼管會(huì)跳動(dòng)加“1”。
簡(jiǎn)單數(shù)字鐘仿真電路圖(四)

用電路元件符號(hào)表示電路連接的圖,叫電路圖。電路圖是人們?yōu)檠芯?、工程?guī)劃的需要,用物理電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的符號(hào)繪制的一種表示各元器件組成及器件關(guān)系的原理布局圖。由電路圖可以得知組件間的工作原理,為分析性能、安裝電子、電器產(chǎn)品提供規(guī)劃方案。
簡(jiǎn)單數(shù)字鐘仿真電路圖(五)

校時(shí)電路由兩個(gè)相同的模塊構(gòu)成,分別校正時(shí)和分,下面以校正時(shí)的校時(shí)電路為例來(lái)闡述它的電路原理。它主要是由7451與或非門(mén)和74LS375四位雙穩(wěn)態(tài)鎖存器兩部分組成的控制電路。開(kāi)關(guān)S1合到1端時(shí),74LS375置1,時(shí)脈沖信號(hào)通過(guò)7451N與或非控制門(mén)電路,而秒脈沖信號(hào)此時(shí)不可通過(guò),數(shù)字鐘正常工作;開(kāi)關(guān)S1和到2端時(shí)74LS375置0,此時(shí)秒脈沖信號(hào)通過(guò)7451N與或非控制門(mén)電路,而正常計(jì)時(shí)的時(shí)脈沖信號(hào)卻不能通過(guò),這樣一來(lái),時(shí)計(jì)數(shù)器成為秒計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)快速校準(zhǔn)。
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