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2 数字钟设计原理
2.1 秒脉冲发生器
2.1.1 555芯片介绍
(1)参数计算
R1=6.8kohm R2=3.3kohm C1=0.1mf C2=0.01uf
tw1?0.7(R1?R2)C1?707ms tw2?0.7R2C1?231ms T?0.7(R1?2R2)C1?938ms
(2)多谐振荡器的特点: ① 不需外触发的自激振荡器; ② 无稳定状态,均为暂稳态;
③ 矩形波中含有丰富的高次谐波,习惯称多谐振荡器。 2.1.2 工作原理
(1) VCC通过R1、R2向C充电,在VC 没有充电到 2/3VCC 之前,Vo 保持 1 不变。
(2) 当VC=2 /3VCC时→Vo由1翻转为 0 。 →T 导通,→电容C 经R2、T放电。
(3)当VC降至VCC /3时,使得→Vo回到 1 ,→T截止,→电容C 再充电,进入循环。
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2.2秒、分、小时计数电路
2.2.1 CC4518双BCD同步加法计数器 管脚图
计数状态表
功能表
工作原理:CC4518计数状态表由上图得,左边为十位计数,右边为个位计数,当个位计数器计到9下个脉冲来时,Q4的下降沿,接EN端,个位清零并向十位进1,当十位Q3Q2为11,这个脉冲给十位个位,十位的清零端,使之清零。此后一直循环计数。
2.2.2 CC4518构成60、24进制计数电路
CC4518构成60进制计数电路如图2-5所示,左边为十位计数电路,右边为个位计数电路,当个位计数器计到9(Q4Q3 Q2Q1=1001)时,即Q4=1,给十位一个进位脉冲,此时Q4的下降沿,接EN端,使得十位进一。当Q3Q2=11这个脉冲来时,向个位,十位同时清零。Q3Q2为11,使清零端工作十位个位同时清零,循环计数。
CC4518构成24进制计数电路如图2-5所示, 左边为十位计数,右边为个位计数,当个位计数器计到9时,即Q4=1,给十位一个进位脉冲,此时Q4的下降沿,接EN端,使得十位进一。当十位Q2=1,各位Q3=1时这个脉冲来时,二者相与后,把脉冲给向个位,十位,使得它们清零,循环计数。
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2.3 CC4511 7段锁存/译码/驱动器
管脚图
功能表
(1)灯测试功能:LT可检查七段显示器各字段是否能正常发光。当LT = 0 时,不论Q0-Q3状态如何,七段全部显示,以检查各字段的好坏。 (2)消隐功能: 当BI=0时,输出a-b都为低电平,各字段熄灭。
(3)数码显示: 当BI=1 、LT=1、 LE=0,译码器工作,当Q3Q2Q1Q0 端输入8421BCD时,译码器对应的输出端输出高电平1,数码显示相应的数字。 (4)锁存:在LE从“0”转换到“1”时,输出显示由输入的BCD码决定。
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2.3.1 LC5011-11 LED/7段(共阴极)数码管管脚图及内部结构原理图
(a) LC5011-11管脚图 (b)2-7LC5011-11内部结构图
2.3.2译码/显示电路
1. 数码管内部已将3端、8端连接在一起,所以使用时,3端接地,8端悬空。 2.限流电阻计算:数码管的工作电压为UD(手册数据),工作电流为I(手册数据),译码器输出的高电平Ua~g,则限流电阻上的电压应该为U-UD,限流电阻阻值:
R =(Ua ~ g-UD)/I
3.高电平点亮数码管,显示数字0~9。 输出与显示数
2.3.3 60进制计数、译码、显示电路
单元电路工作原理:
信号经CC4518双BCD同步加法计数器处理后,再经CC4511进行译码,当
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BI=1 LT=1 LE=0,译码器工作,当Q3Q2Q1Q0端输入8421BCD码时,译码器对应的输出端输出高电平1,把信号最后送到数码管显示数。
2.4校时电路
2.4.1校时电路及其原理图