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方案三:校准电路由基本RS触发器和“与”门组成,基本RS触发器的功能是产生单脉冲,主要作用是起防抖动作用。未拨动开关K时,“与非”门G2的一个输入端接地,基本RS触发器处于“1”状态,这是数字钟正常工作,“分”进位脉冲能进入“分”计数器。拨动开关K时,“与非”门G1的一个输入端接地,于是基本RS触发器转为“0”状态。秒状态可以直接进入“分”计数器,而“分”进位脉冲被阻止进入,因而能较快地校准分计数器的计数值。校准后,将校正开关恢复原位,数字钟继续进行正常计时工作。
图 11 方案三校正电路
通过比较可知,方案二和方案三比方案一多了防抖动的措施,稳定性更好,方案二和方案三相比,防抖动措施更好,更完备,但电路也更为复杂,成本也更高,通过比较选择方案二,既能实现防抖动功能,做出事物也更经济一些。
2.6报时电路
方案一:采用仿广播台整点报时的功能:每当数字钟计时快要到正点时候发出响声,通常按照四低音,一高音的顺序发出间断声,以最后一声高音结束的时刻为正点时刻。4低音(约500Hz)分别发生在59分51秒、发生在59分53秒、发生在59分55秒、发生在59分57秒、,最后一声高音(约1KHz)发生在59分59秒,他们的持续时间均为一秒。
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图 12 方案一报时电路
方案二:方案二与方案一实现功能一样,电路不一样。
图 13方案二报时电路
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3单元电路的设计
3.1时间脉冲产生电路的设计
图 14 产生1Hz时间脉冲的电路图
CD4060同时构成振荡电路和分频电路。如图14,在MR和RS之间接入振荡器外接元件可实现振荡,并利用时计数电路中多一个2分频器可实现15级2分频,即可得1Hz信号。
3.2计数电路的设计
秒、分计数器为60进制计数器。小时计数器为24进制计数器。实现这两种模数的计数器采用中规模集成计数器CC40161。 3.2.1 60进制计数器的设计
“秒”计数器电路与“分”计数器电路都是60进制,它由一级10进制计数器和一级6进制计数器连接构成。如图4.所示由CC40161构成的60进制计数器。首先将两片CC40161设置成十进制加法计数器,将两片计数器并行进位则最大可实现100进制的计数器。现要设计一个60进制的计数器,可利用“反馈清零”的方法实现。当计数器输出“2Q32Q22Q12Q0、1Q3Q2Q1Q0=0110、0000”时,通过门电路形成一置数脉冲,使计数器归零。
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图 15 60进制计数器电路图
3.2.2 24进制计数器的设计
同理当个位计数状态为“Q3Q2Q1Q0=0100”,十位计数器状态为“Q3Q2Q1Q0=0010”时,要求计数器归零。
图 16 17 24进制计数器图
3.3 译码及驱动显示电路
译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行翻译,变成相应
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的数字。用于驱动LED七段数码管的译码器常用的有74LS48。74LS48是BCD-7段译码器/驱动器,其输出是OC门输出且低电平有效,专用于驱动LED七段共阳极显示数码管。由74LS48和LED七段共阳数码管组成的一位数码显示电路如图 16 所示。若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输入端,便可进行不同数字的显示。
图 18译码及驱动显示电路图
3.4 校时电路的设计
数字种启动后,每当数字钟显示与实际时间不符进,需要根据标准时间进行校时。校“秒”时,采用等待校时。校“分”、“时”的原理比较简单,采用加速校时。
对校时电路的要求是 :
1.在小时校正时不影响分和秒的正常计数 。 2.在分校正时不影响秒和小时的正常计数 。
如图17所示,当开关打向下时,因为校正信号和0相与的输出为0,而开关的另一端接高电平,正常输入信号可以顺利通过与或门,故校时电路处于正常计时状态;当开关打向上时,情况正好与上述相反,这时校时电路处于校时状态。与非门可选74LS00,非门则可用与非门2个输入端并接来代替节省芯片。因此实际使用时,须对开关的状态进行消除抖动处理,图17为加2个0.01uF的电容。
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