6位數(shù)字鐘制作套件（純數(shù)字電路）電子制作套件6位數(shù)字鐘制作套件(純數(shù)字電路)電子制作套件數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路對“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。與傳統(tǒng)的機(jī)械鐘相比，它走時準(zhǔn)確、顯示直觀、無機(jī)械傳動等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電子手表和車站、碼頭、機(jī)場等公共場大型電子鐘等。一、電路工作原理圖3—8—1所示是數(shù)字鐘的原理框圖(原理圖見附錄一的附圖1—1)。由圖可見，該數(shù)字鐘由秒脈沖發(fā)生器，六十進(jìn)制“秒”、“分”計時計數(shù)器和二十四進(jìn)制“時”計時計數(shù)器，時、分、秒譯碼顯示電路，校時電路和報時電路等五部分電路組成。1(秒信號發(fā)生電路15秒信號發(fā)生電路產(chǎn)生頻率為1Hz的時間基準(zhǔn)信號。數(shù)字鐘大多采用32768(2Hz石英晶體振蕩器，經(jīng)過15級二分頻，獲得1Hz的秒脈沖，如圖3—8—2所示。該電路主要應(yīng)用CD4060。CD4060是14級二進(jìn)制計數(shù)器,分頻器,振蕩器。它與外接電阻、電容、15石英晶體共同組成2=32768Hz振蕩器，并進(jìn)行14級二分頻，再外加一級D觸發(fā)器(74LS74)二分頻，輸出1Hz的時基秒信號。CD4060的引腳排列如圖3—8—3所示，表3—8—1為CD4060的功能表，圖3—8—4所示為CD4060的內(nèi)部邏輯框圖。R4是反饋電阻，可使CD4060內(nèi)非門電路工作在電壓傳輸特性的過渡區(qū)，即線性放大區(qū)。R4的阻值可在幾兆到十幾兆之間選擇，一般取22MΩ。C2是微調(diào)電容，可將振蕩頻率調(diào)整到精確值。2(計數(shù)器電路"秒”、“分”、“時”計數(shù)器電路均采用雙BCD同步加法計數(shù)器CD4518，如圖3—8—5所示?！懊搿?、“分”計數(shù)器是六十進(jìn)制計數(shù)器，為了便于應(yīng)用8421BCD碼顯示譯碼器工作，“秒”、“分”個位采用十進(jìn)制計數(shù)器，十位采用六進(jìn)制計數(shù)器，如圖(a)所示?！皶r”計數(shù)器是二十四進(jìn)制計數(shù)器，如圖(b)所示。CD4518的引腳排列和功能分別見圖3—8—6和表3—8—2。3(譯碼、顯示電路“時”、“分”、“秒’’的譯碼和顯示電路完全相同，均使用七段顯示譯碼器74LS248直接驅(qū)動LED數(shù)碼管LC5011—11。圖3—8—7所示為秒位譯碼、顯示電路。74LS248和LC5011—11的引腳排列如圖3—8—8所示。4(校時電路校時電路如圖3—8—9所示?！懊搿r采用等待校時法。正常工作時，將開關(guān)S1撥向VDD位置，不影響與門G1傳送秒計數(shù)信號。進(jìn)行校對時，將S1撥向接地位置，封閉與門G1，暫停秒計時。標(biāo)準(zhǔn)時間一到，立即將S1撥回VDD位置，開放與門G1?！胺帧焙汀皶r”校時采用加速校時法。正常工作時，S2或S3接地，封閉與門G3或05，不影響或門G2或04傳送秒、分進(jìn)位計數(shù)脈沖。進(jìn)行校對時，將S2、s3撥向VDD位置，秒脈沖通過G3、G2或G5、G4直接引入“分”、“時”計數(shù)器，讓“分”，“時”計數(shù)器以秒節(jié)奏快速計數(shù)。待標(biāo)準(zhǔn)分、時一到，立即將S2、S3撥回接地位置，封鎖秒脈沖信號，開放或門G2、G4對秒、分進(jìn)位計數(shù)脈沖的傳送。5(整點(diǎn)報時電路整點(diǎn)報時電路如圖3—8—10所示，包括控制和音響兩部分。每當(dāng)“分”和“秒”計數(shù)器計到59分51秒，自動驅(qū)動音響電路發(fā)出五次持續(xù)1s的鳴叫，前四次音調(diào)低，最后一次音調(diào)高。最后一聲嗚叫結(jié)束，計數(shù)器正好為整點(diǎn)(“00”分“00”秒)。(1)控制電路每當(dāng)分、秒計數(shù)器計到59分50秒，即時，開始鳴叫報時。此間，只有秒個位計數(shù)，所以另外，時鐘到達(dá)51、53、55、57和59秒(即QAl=1)時就鳴叫。為此，將Qc4、QA4、QD3、QA3、QD2、QA2和QAl邏輯相與作為控制信號C所以在51、53、55和57秒時，QDl=O，y=A，揚(yáng)聲器以512Hz音頻鳴叫四次。在59秒時，QDl=1，y=B，揚(yáng)聲器以1024kHz音頻鳴叫最后一響。報時電路中的512Hz低音頻信號A和1024Hz高音頻信號B分別取自cD4060的Q6和Q5。(2)音響電路音響電路采用射極輸出器VT驅(qū)動揚(yáng)聲器，R6、R5用來限流。二、元器件選擇見表3—8—3。三、安裝與調(diào)試1(根據(jù)原理圖和圖3—8-11所示安裝圖，用常規(guī)工藝安裝好電路。2(確認(rèn)安裝無誤后，接通電源，逐級調(diào)試:用通用計數(shù)器(見附錄二)測量晶體振蕩器輸出頻率，調(diào)節(jié)微調(diào)電容C2，使振蕩頻率為32768Hz。再測C134060的Q4、Q5和Q6等腳輸出頻率，檢查CD4060工作是否正常。?將秒脈沖送入秒計數(shù)器，檢查秒個位、十位是否按10秒、60秒進(jìn)位。采用同樣方法檢測分和時計數(shù)器。?調(diào)試好時、分、秒計數(shù)器后，通過校時開關(guān)依次校準(zhǔn)秒、分、時。數(shù)字鐘正常走時。?利用校時開關(guān)加快數(shù)字鐘走時，調(diào)試整點(diǎn)報時電路，使其分別在59分51秒、53秒、55秒、57秒時嗚叫四聲