数字钟时钟电路图设计
数字电子钟毕业设计(数字IC构成)

论文题目:数字电子时钟一、设计题目数字电子钟设计二、设计要求1.能够利用软件设计数字电子钟电路原理图。
2.要求熟悉集成芯片功能。
前言目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。
要知道当前的时间,必须先开灯,故较为不便。
现在市场上出现了这样一类的电子钟,它以六只LED数码管来显示时分秒,与传统的以指针显示秒的方式不同,超越了人们传统的习惯与理念。
数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时的计时装置,与传统的机械钟相比,具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点,因而得到广泛的应用。
如,日常生活中的电子手表,车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。
要实现数字电子钟的设计可以由单片机控制或者由数字IC构成。
这里我们要做的是一个由数字IC构成的数字电子钟设计。
目录1 设计功能要求 (1)2 设计方案 (2)3设计中所用到的元器件 (3)3.1译码器 (3)3.2计数器 (4)3.3显示器 (5)3.4振荡器 (5)4 电路设计 (7)4.1时分秒计数器 (7)4.1.1秒计数器的设计 (7)4.1.2分计数器的设计 (8)4.1.3时计数器的设计 (8)4.2校时电路 (9)4.3译码显示电路 (10)4.4总体电路 (11)5器件清单 (13)结束语 (14)致谢 (15)参考文献 (16)附录A 数字电子钟整体体电路图 (17)1 设计功能要求设计一数字钟,该数字钟能够准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
在电路中,振荡电路提供的1Hz脉冲信号。
在计时出现误差时电路还可以进行校时、校分和校秒的功能。
并且要用数码管显示时、分、秒,各位均为两位显示。
具体要求如下:1.时的计时要求为“23置0”,分和秒的计时要求为60进制。
2.准确计时,以数字形式显示时,分,秒的时间。
3.校正时间。
2 设计方案根据设计要求首先建立了一个多功能数字钟电路系统的组成框图,框图如图2.1所示。
(整理)数字钟时钟电路图设计课设

一、概述现今,酒店已成为生活中不可缺少的一部分,是很多旅行者休息的场所。
该课程设计是关于简易酒店客房控制器的设计,主要包括四个方面,24小时时钟的设计,客房服务控制,客房照明控制以及简易稳压直流电源的设计。
数字钟实际上是两个60,一个24进制的计数电路。
由于计数的起始时间有时不与标准时间(如北京时间)一致,故需要在电路上加一个校时电路。
稳压电源的设计是将220v 的交流电转换5v 的直流电,既可以给多谐振荡器供电,又可以给照明,客房服务进行控制。
二、方案设计通过对简易酒店客房控制器设计要求的分析,知道设计应分为4部分:24小时时钟设计、稳压直流电源设计、客房服务控制、客房照明控制。
原理方框图如图1所示:图1 简易酒店客房控制器原理方框图1、直流稳压电源变压器将220v 交流电降到12v ,再通过桥式整流电路,实现整流,然后经过电容,实现滤波;最后通过三端稳压器7805,实现稳压输出+5V 电压。
其原理框图如图2所示:图2 直流稳压电源原理框图220v 交流电变压器桥式整流电路低通滤波5 V 稳定电压三端稳压器220V 交流电变压器24小时可控数字时钟客房服务控制客房照明控制5V 直流电源2、24小时可控数字时钟通过分析,可知需要以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
要想构成数字钟,首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。
通过对24小时可控数字时钟仔细分析,可知它由二个60进制计数器,一个24小时计数器,6个显示译码器,6个数码管及3个校正电路组成。
由555多谐振荡器发出1HZ 的秒脉冲信号,传给第一个60进制计数器,然后依次传给第二个60进制计数器,24进制计数器,通过译码显示给数码管,从而读出时间。
值得注意的是:任何计时装置都有误差,因此应考虑校准时间电路。
24小时可控数字时钟原理框图如图3所示:图3 24小时可控数字时钟原理框图3、客房服务控制通过开关输入信号从而控制“请即清理”,“请勿打扰”。
数字钟计时电路的电类实验原理图和电路图

页眉内容
实验1 多功能计时电路的设计——数字钟
1.实验原理及框图
图1.1三位计时器示意图
计时电路示意图如图1.1所示,计时电路完成计时功能,并且将计时结果传送至显示电路,进而实现显示功能。
原理框图如图1.2所示,主要由计时电路,秒信号发生电路,清零电路和译码显示电路组成。
计时电路在秒信号的作用下,产生0:00~9:59的循环计时,清零电路控制计时电路的清零端,实现时钟的清零,最终将计时电路的输出送至译码显示电路,实现时钟的显示。
图1.2数字钟的原理框图
精心整理。
数字钟设计报告_multisim_附图

一、设计目的1、了解并掌握电子电路的一般设计方法,具备初步的独立设计能力。
2、通过查阅手册和文献资料,进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则;进一步掌握电子仪器的正确使用方法。
3、学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计,并利用该软件对所设计的电子电路进行仿真测试。
4、通过对自己所设计的电子电路进行实际组装、测试,初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能,5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力,学会撰写课程设计总结报告;培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、设计内容、要求及设计方案1、任务利用multisim仿真软件和电子元器件设计并制作一个数字钟。
2、基本要求1)准确计时,以数字形式显示时、分和秒的时间。
2)如真实时钟,小时的计时要求为“12翻1”,分和秒的时间要求为60进制。
3)自由校正时间。
3、扩展功能1)定时闹钟功能。
2)仿广播电台正点报时。
4、总体方案数字钟电路的组成方框图如下图1所示,其主体电路的工作原理如下:由555定时器产生1kHz的脉冲信号,经由74LS90构成的三级分频器后,输出1Hz的单位脉冲,为由74LS90和74LS92构成的60进制秒计数器提供时钟,秒计数器十位再向74LS90和74LS92构成的60进制分钟计数器提供时钟脉冲,其高位再向由74LS191和74LS74构成的12进制小时计数器提供时钟脉冲。
秒、分和时计数器的输出分别接到各自的译码器的输入端,驱动数码管显示。
图1 多功能数字钟系统框图5、可选元器件与非门:74LS00 4片;计数器:74LS90 5片、74LS92 2片、74LS191 2片;译码器:74LS47 6片;数码管4只;555定时器:NE555 2片;发光二极管4只;触发器:74LS74 2片;逻辑门:74LS03 (OC)2片、74LS04 2片、74LS20 2片。
三、自己所负责的单元电路设计在最初的小组分工中,本人主要负责整个电子电路第一步的振荡器与分频器的设计工作。
纯数字电路数字时钟原理图(免费)

做成时钟,并不难,把十进改成6进就行了如下:1,震荡电路的电容用晶震,记时准确.2, 时:用2块计数器,十位的用1和2(记时脚)两个脚.分:用2块计数器,十位的用1,2,3,4,5,6,(记时脚)6个脚.秒:同分.评论:74系列的集成块不如40系列的,如:用CD4069产生震荡,CD4017记数,译码外加.电压5V.比74LS160 74LS112 74LS00好的.而且CD4069外围元件及少.如有需要我可以做给你.首先需要产生1hz的信号,一般采用CD4060对32768hz进行14分频得到2hz,然后再进行一次分频。
(关于此类内容请参考数字电路书中同步计数器一章)(原文件名:4060.JPG)一种分频电路:(原文件名:秒信号1.JPG)采用cd4518进行第二次分频另一种可以采用cd4040进行第二次分频第三种比较麻烦,是对1mhz进行的分频(原文件名:秒信号2.JPG)介绍一下cd4518:CD4518,该IC是一种同步加计数器,在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器,其功能引脚分别为1~7和9~{15}。
该计数器是单路系列脉冲输入(1脚或2脚;9脚或10脚),4路BCD码信号输出(3脚~6脚;{11}脚~{14}脚)。
此外还必须掌握其控制功能,否则无法工作。
手册中给有控制功能的真值(又称功能表),即集成块的使用条件,如表2所示。
从表2看出,CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端应接高电平“1”,若用时钟下降沿触发,信号由EN端输入,此时CP端应接低电平“0”,不仅如此,清零(又称复位)端Cr也应保持低电平“0”,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态,若不满足则IC不工作。
计数时,其电路的输入输出状态如表3所示。
值得注意,因表3输出是二/十进制的BCD码,所以输入端的记数脉冲到第十个时,电路自动复位0000状态(参看连载五)。
另外,该CD4518无进位功能的引脚,但从表3看出,电路在第十个脉冲作用下,会自动复位,同时,第6脚或第{14}脚将输出下降沿的脉冲,利用该脉冲和EN端功能,就可作为计数的电路进位脉冲和进位功能端供多位数显用。
数字钟电路的设计

数字钟电路的设计钟,也别有一番味道。
娱乐之余,也是学习电子技术的一种方法。
这里介绍一个用普通数字电路搭成的LED数字钟,其主电路见图1。
她除了有一般数字钟分、时显示之外,还含秒显示和星期显示。
电路比较简单,适合仿制。
下面介绍她的主要工作原理和制作注意事项。
●秒信号发生器;因为在数字钟电路钟,秒信号的准确是时钟计时精度的关键。
这里采用本站介绍的秒信号发生器为该电路提供秒基准信号。
●主电路;图1这里以秒计时为例,介绍电路的工作原理。
如图1所示,标准秒时基信号进入CD4033(十进制记数/7段译码器集成电路)1脚(记数输入端),“秒”位开始记数。
但记数有9到0时,CD40335脚输出进位脉冲,“十秒位”为变为“1”。
同时我们注意到在接通电源是CD4017的3脚(Q0)输出为高电平。
当“十秒位”为,记数到“2”时,数码管的“e”跳变位高电平“1”,同时此脉冲进入CD4017的14脚进行记数,此时其2脚(Q1)变为高电平;当“十秒位”由5准备变成6时,CD4017再次进位,此时其4脚(Q2)变为高电平,此电平通过电阻对CD4017的15脚进行复位,既CD4033也被复位,显示为“0”,这样实现“59”到“00”的转换,同时进位脉冲有5脚输出。
由于CD4017被复位,其3脚(Q0)输出又为高电平,为下一轮的记数作好准备。
同理,我们也可分析出“分位”电路和“时位”以及“星期指示”电路(见图2)的工作原理。
图2制作要点制作时,数码管选用共阴型。
其中,数码管共阴端的稳压二极管不能用电阻替代。
并应根据电源电压大小来调节稳压二极管的稳压值。
所有的二极管型号为IN4148。
数字电子钟设计(原理图+pcb图+程序)--课程设计.docx

1设计课题任务、功能要求说明及方案介绍1.1设计课题任务与要求设计一个具有特定功能的电子钟。
该电子钟上电或按键复位后能自动显示学 生班级学号,进入时钟准备状态;第一次按电子钟启动/调整键,电子钟从0时 0分0秒开始运行,进入时钟运行状态;再次按电子钟启动/调整键,则电子钟 进入时钟调整状态,此时可利用各调整键调整时间,调整结束后可按启动/调整 键再次进入吋钟运行状态。
1.2设计课题总体方案介绍及工作原理说明本电子钟主要由单片机、4个独立键盘、显示接口电路和复位电路构成,设 计课题的系统框图如图1. 1所示:图1.1系统框图本电子钟的所有的程序、参数均存放在AT89S52的Flash ROM 和内部RAM 中。
键盘采用动态扫描方式。
利用单片机定时器及计数器产生定时效果通过编程 形成数字钟效果,再利用数码管动态扫描显示单片机内部处理的数据,同时通过 端口读入当前外部控制状态来改变程序的不同状态,实现不同功能。
晶振电路复位电路数码管驱动数码管LED2设计课题硬件系统的设计2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍本设计的硬件系统主要采用以下基本模块来实现,单片机最小系统模块,输入模块、输出模块、电源模块(1 )单片机最小系统模块:AT89S52单片机芯片;复位电路;晶振电路。
本模块AT89S52系统控制核心,单片机系统复位由按键电平复位电路完成,通过按键S1来控制,单片机通过芯片引脚XTAL1、XTAL2,外并接石英晶体振荡器和两只电容。
这样就为能为单片机提供频率为12MHz的晶振。
(2)输入模块:本模块共用到了5个按键,1个电源开关,1个复位键,单片机运行期间,利用按键S1完成复位操作。
4个独立按键,S2键控制电子钟的启动/调整状态,S3键为小时调整键,S4键为分钟调整键,S5键位秒调整键,且 S2、S3、S4、S5 任一键都独自连一个I/O (Pl.O、P1. 1、P1. 2、P1. 3) 口线,说明它们可以独立实现相应的电子钟功能。
数字时钟电路图

多功能数字计时器设计姓名:杨会章学号: 1004220242专业:通信工程学院:电光学院指导教师:2021-9-15目录一、设计内容简介 (3)二、电路功能设计要求 (3)三、电路原理简介 (3)四、各单元电路原理1、脉冲发生电路 (3)2、计时电路 (4)3、译码显示电路 (4)5、校分电路 (5)4、清零电路 (6)6、报时电路 (7)7、基本电路原理图 (8)8、动态显示原理 (9)9、动态显示原理图 (10)10、波形图 (11)五、实验中问题及解决办法 (11)六、附录 (12)1、元件清单 (12)2、芯片引脚图和功能表 (12)3、参考文献 (15)一、设计内容简介实验采用中小规模集成电路设计一个数字计时器。
数字计时器是由脉冲发生电路,计时电路,译码显示电路,和附加电路控制电路几部分组成。
其中控制电路由清零电路,校分电路和报时电路组成。
附加电路采用动态显示。
二、电路功能设计要求1、设计制作一个0分00秒~9分59秒的多功能计时器,设计要求如下:1)设计一个脉冲发生电路,为计时器提供秒脉冲(1HZ),为报时电路提供驱动蜂鸣器的高低脉冲信号(1KHZ、2KHZ);2)设计计时电路:完成0分00秒~9分59秒的计时、译码、显示功能;3)设计清零电路:具有开机自动清零功能,并且在任何时候,按动清零开关,可以对计时器进行手动清零。
4)设计校分电路:在任何时候,拨动校分开关,可进行快速校分。
(校分隔秒)5)设计报时电路:使数字计时器从9分53秒开始报时,每隔一秒发一声,共发三声低音,一声高音;即9分53秒、9分55秒、9分57秒发低音(频率1kHz),9分59秒发高音(频率2kHz);6)系统级联。
将以上电路进行级联完成计时器的所有功能。
7)可以增加数字计时器附加功能:定时、动态显示等。
三、电路原理简介32678Hz石英晶体振荡器产生的稳定的高频脉冲信号,作为数字钟的时间基准,再经分频器、D触发器输出标准秒脉冲。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
个人收集整理仅供参考学习数字钟电路目录前言:错误!未定义书签。
1.设计目的错误!未定义书签。
2.设计功能要求错误!未定义书签。
3.电路设计错误!未定义书签。
3.1设计方案错误!未定义书签。
3.2单元电路的设计错误!未定义书签。
3.2.1主体电路部分错误!未定义书签。
振荡电路错误!未定义书签。
计数电路错误!未定义书签。
校时电路错误!未定义书签。
译码与显示电路错误!未定义书签。
5.总结错误!未定义书签。
致谢错误!未定义书签。
参考文献错误!未定义书签。
附录错误!未定义书签。
前言:中国是世界上最早发明计时仪器的国家。
有史料记载,汉武帝太初年间(纪元前104-101年)由落下闳创造了我国最早的表示天体运行的仪器——浑天仪。
东汉时期(公元130年)张衡创造了水运浑天仪,为世界上最早的以水为动力的观测天象的机械计时器,是世界机械天文钟的先驱。
盛唐时代,公元725年张遂(又称一行)和梁令瓒等人创制了水运浑天铜仪,它不但能演示天球和日、月的运动,而且立了两个木人,按时击鼓,按时打钟。
第一个机械钟的灵魂——擒纵器用于计时器,这是中国科学家对人类计时科学的伟大贡献。
它比十四世纪欧洲出现的机械钟先行了六个世纪。
第一只石英钟出现在二十世纪二十年代,从三十年代开始得到了推广,从六十年代开始,由于应用半导体技术,成功地解决了制造日用石英钟问题,石英电子技术在计时领域得到了广泛的应用。
并取代机械钟做了更精确的时间标准。
早在1880年,法国人皮埃尔·居里和保罗·雅克·居里就发现了石英晶体有压电的特性,这是制造钟表“心脏”的良好材料。
科学家以石英晶体制成的振荡计时器和电子钟组合制成了石英钟。
经过测试,一只高精度的石英钟表,每年的误差仅为3-5秒。
1942年,著名的英国格林尼治天文台也开始采用了石英钟作为计时工具。
在许多场合,它还经常被列为频率的基本标准,用于日常测量与检测。
大约在 1970 年前后,石英钟表开始进入市场,风靡全球。
随着科学的进步,精密的电子元件不断涌现,石英钟表也开始变得小巧精致,它既是实用品,也是装饰品。
它为人们的生活提供方便,更为人们的生活增添了新的色彩。
在现行情况下根据简单实用强的、走时准确进行设计。
而实验证明,钟表的振荡部分采用石英晶体作为时基信号源时,走时更精确、调整更方便。
钟是一种计时的器具,它的出现开拓了时间计量的新里程。
提起时钟大家都很熟悉,它是给我们指明时间的一种计时器,并且我们每天都要用到它。
二十世纪八十年代中国的钟表业经历了一场翻天覆地的大转折。
其表现在三个方面:(1)从生产机械表转为石英电子表;(2)曾占据中国消费市场四十多年的大型国有企业突然被刚刚冒起的“组业”所取代,钟表生产中心转向中国南方沿海一带;(3)中国钟表业发展从以机芯为龙头改为以手表外观件为龙头。
这场转折以迅雷不及掩耳的速度,冲击着传统的中国钟表工业。
中国的钟表业从技术简单、零件少的石英钟机芯制造入手。
最初石英钟机芯全靠从日本、德国进口,1989年开始完全自己生产,包括模具的制造加工。
近十余年,逐渐提高机芯质量的稳定性,同时转向对手表机芯研制与开发。
目前石英钟表机芯生产主要在福建省福州、广东东莞、番禺;机械钟表机芯在上海、山东等地。
现在我国的电子业发展非常快速,电子业的发展有利于钟表业的发展。
在中国钟表发展史上,国产机芯研制的失败已经成为过去,“组装业”作为新兴钟表工业的起步阶段也已成为过去。
一支新的充满智慧的钟表精英在成长。
我们相信在科技高速发展的今天,钟表业运用当今材料工业、电子工业和其他领域的最新技术,一定会生产出代表中国科学水平的产品。
我们希望钟表业的精英们在提高制造技术水平中不断创新,培育出拥有自主知识产权的品牌。
这正是中国钟表业发展的希望。
数字钟被广泛用于个人家庭,车站,码头、办公室等公共场所,成为人们日常生活中的必需品。
由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运用超过老式钟表,钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。
诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以钟表数字化为基础的。
因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。
1.设计目的设计一种多功能数字钟,该数字钟具有基本功能和扩展功能两部分。
其中,基本功能部分的有准确计时,以数字形式显示时、分、秒的时间和校时功能。
扩展功能部分则具有:定时控制、仿广播电台正点报时、自动报整点时数和触摸报正点的功能。
数字钟的电路也是由主体电路和扩展电路两部分构成,在电路中,基本功能部分由主体电路实现,而扩展功能部电路实现。
这两部分都有一个共同特点就是它们都要用到振荡电路提供的1Hz脉冲信号。
在计时出现误差时电路还可以进行校时和校分,为了使电路简单所设计的电路不具备校秒的功能。
并且要用数码管显示时、分、秒,各位均为两位显示,扩展部分要有相应的响应电路。
分则由扩展2.设计功能要求基本功能:(1)时的计时要求为“12翻1”,分和秒的计时要求为60进制(2)准确计时,以数字形式显示时,分,秒的时间(3)校正时间3.电路设计3.1设计方案根据设计要求首先建立了一个多功能数字钟电路系统的组成框图,框图如图1所示。
主体电路扩展电路图1由图1可知,电路的工作原理是:多功能数字钟电路由主体电路和扩展电路两大部分组成。
其中主体电路完成数字钟的基本功能,扩展电路完成数字钟的扩展功能。
振荡器产生的高脉冲信号作为数字钟的振源,再经分频器输出标准秒脉冲。
秒计数器计满60后向分计数器个位进位,分计数器计满60后向小时计数器个位进位并且小时计数器按照“12翻1”的规律计数。
计数器的输出经译码器送显示器。
计时出现误差时电路进行校时、校分、校秒。
扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行扩展功能。
3.2单元电路的设计数字电子钟的设计方法很多种,例如,可用中小规模集成电路组成电子钟;也可以利用专用的电子钟芯片配以显示电路及其所需要的外围电路组成电子钟;还可以利用单片机来实现电子钟等。
在本次设计,电路是由许多单元电路组成的,因此首先必须对各个单元电路进行设计。
3.2.1主体电路部分主体电路部分的电路主要由振荡电路、计数电路、显示电路以及校时电路四大部分组成。
下面将对各部分电路进行设计。
振荡电路振荡电路由振荡器和分频器产生 1Hz时钟脉冲和扩展部分所需的频率,下面对振荡器和分频器两部分进行介绍。
(1)振荡器数字电路中的时钟是由振荡器产生的,振荡器是数字钟的核心。
振荡器的稳定度及频率的精度决定了数字钟计时的准确程度,一般来说,振荡器的频率越高,计时精度越高。
它利用某种反馈方式产生时钟信号。
对数字电路来说,振荡器的输出的幅度范围为0v—5v的方波信号而不是锯齿波、三角波或其他形式。
典型的振荡器是弛豫振荡器,它通过一个RC网络将反相器的输出反馈回来并存在一定的工作延迟时间。
基本的电路如图2所示。
图2在上述电路中,RI-C网络由第一个反相器驱动,具有RC特性曲线的响应信号被反馈给反相器的输入。
当电容上的电压达到施密特触发器输入反相器的门限电压的时候,反相器的状态发生改变,并输出一个新的电压值。
这个输出电压经过一定的延迟时间再次通过RI—C反馈回来,直到电容电压再次达到门限电压为止。
用施密特触发器输入器件(如74HC04),但是由于电容的参考电压在每个临界点都要发生变化,所以施密特触发器不是必需的。
由于电容与输出相连,每次状态改变时,电容的充电电压会超过5V。
从这一点来说,输出电压会改变电容的充电电压,直到电容两端的电压变为74HC04的门限电压(2.5V)为止。
振荡器输出状态的改变发生在电容上的电压达到2.5V时。
弛豫振荡器对许多低成本而精度要求又不高的场所非常适合,但是并不推荐在任何有精度要求的实际应用电路采用它。
如果想要获得高的精度,就应该在振荡电路中使用石英晶体作振源。
在数字钟的设计与制作中应采用石英晶体振荡器,因为石英晶体具有压电效应,是一个压电器件。
当交流电压加在晶体两端,晶体先随电压变化产生对应的变化,然后机械振动又使晶体表面产生交变电荷。
当晶体几何尺寸和结构一定时,它本生有一个固定的机械频率。
当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时,晶体片的机械振动最大,晶体表面电荷量最多,外电路的交流电流最强,于是产生振荡,因此将石英晶体按一定方位切割成片,两边傅以电极,焊上引线,再用金属或玻璃外壳封装即构成石英晶体。
石英晶体的固有频率十分稳定。
另外石英晶体的振动具有多谐性,除了基频振动外,还有奇次谐次泛音振动,对于石英晶体,既可利用基频振动,也可利用泛音振动。
前者称为基频晶体,后者称为泛音晶体,晶片厚度与振动频率成反比,工作频率越高,要求晶片厚度越薄。
将石英晶体作为高Q值谐振回路元件接入反馈电路中,就组成了晶体振荡器。
在设计中所用的振荡器的电路图如图3所示。
该电路能产生1MHz的方波脉冲振荡信号。
图3(2)分频器分频器的作用是将由石英晶体产生的高频信号分频成基时钟脉冲信号和扩展部分所需的频率。
在此电路中,分频器的功能主要有两个:一是产生标准脉冲信号;二是功能扩展电路所需的信号,如仿电台用的1KHz的高频信号和500Hz的低频信号等.在此电路中作为分频器的元件是:CD4518。
CD4518可以组成二分频电路和十分频电路。
用CD4518组成二分频的电路如图4;用CD4518组成十分频的电路如图5;在本次设计中所用的分频器的电路图如图6。
电路经过十分频后将晶振来的1MHz 的振荡脉冲变为1Hz 的脉冲信号,该信号作为计数器的计数脉冲使用。
出图6上表:CD4518的功能表 振荡器和分频器两部分构成振荡电路,它的电路图如图7所示。
根据图7可知电路的工作原理是:石英晶体振荡器提供的频率为1MHz ,CD4518组成十分频电路。
并且一个 CD4518可以组成两个十分频电路即:CD4518的引脚2与引脚6组成一个十分频电路而引脚10与引脚14组成另一个十分频电路。
晶振的输出接入第一块CD4518的输入引脚2,经过一次十分频,频率变为100KHz 。
输出引脚6接入同一块CD4518的引脚10经第二次分频,频率变为10KHz 。
输出引脚接人第二块CD4518的输入引脚2再经一次分频,频率变为1KHz 。
这样经过六次分频最后可以得到1Hz 的频率。
图7计数电路计数器是一种计算输入脉冲的时序逻辑网络,被计数的输入信号就是时序网络的时钟脉冲,它不仅可以计数而且还可以用来完成其他特定的逻辑功能,如测量、定时控制、数字运算等等。
数字钟的计数电路是用两个六十进制计数电路和“12翻1”计数电路实现的。