基于Proteus仿真的純數(shù)字電路時(shí)鐘（仿真圖、演示文檔）

基于protues仿真的純數(shù)字電路時(shí)鐘（仿真圖、演示文檔）

設(shè)計(jì)思路：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。本次設(shè)計(jì)采用CD4060與CD4013組成秒脈沖信號(hào)，通過(guò)計(jì)數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管可實(shí)現(xiàn)時(shí)間的顯示。

CD4060:與電阻、電容、石英晶體共同組成振蕩器。
CD4013：經(jīng)過(guò)分頻輸出1Hz的基準(zhǔn)秒信號(hào)。
CD4518：加法計(jì)數(shù)器。
CD4511：譯碼器。

譯碼及驅(qū)動(dòng)顯示電路
采用半導(dǎo)體數(shù)碼管,用發(fā)光二級(jí)管組成的字形來(lái)顯示數(shù)字.半導(dǎo)體數(shù)碼管有共陽(yáng)極和共陰極兩種類型.共陽(yáng)極數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起,而七個(gè)陰極則是獨(dú)立的.共陰極數(shù)碼管與共陽(yáng)極數(shù)碼管相反,七個(gè)發(fā)光二極管的陰極接在一起,而陽(yáng)極是獨(dú)立的。當(dāng)數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)器在CP脈沖作用下，按60秒為1分、60分為1小時(shí)，24小時(shí)為一天的技術(shù)規(guī)律計(jì)數(shù)時(shí)就應(yīng)將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字信號(hào)。這就需要將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)進(jìn)行譯碼并將其顯示出來(lái)。譯碼顯示電路：4511、七段顯示數(shù)碼管的外部引線排列如下圖所示。

校正時(shí)間的方法是：首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路，然后再進(jìn)行人工觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號(hào)加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。根據(jù)要求，數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正、時(shí)校正和秒校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位、時(shí)個(gè)位、秒個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中，所示為設(shè)計(jì)的校時(shí)電路。
LT：它主要用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。3號(hào)引腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。
BI：4號(hào)引腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。

CD4511
LT：它主要用來(lái)檢測(cè)數(shù)碼管是否損壞。3號(hào)引腳是測(cè)試輸入端，當(dāng)BI=1，LT=0 時(shí)，譯碼輸出全為1，不管輸入狀態(tài)如何，七段均發(fā)亮，顯示“8”。
BI：4號(hào)引腳是消隱輸入控制端，當(dāng)BI=0 時(shí)，不管其它輸入端狀態(tài)如何，七段數(shù)碼管均處于熄滅（消隱）狀態(tài)，不顯示數(shù)字。LE：鎖定控制端，當(dāng)LE=0時(shí)，允許譯碼輸出。 LE=1時(shí)譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時(shí)的數(shù)值。

CD4518
CD4518采用并行進(jìn)位方式，只要輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)單元Q0翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)Q0為1，Q3為0時(shí)，每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)單元Q1翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)Q0=Q1=1時(shí)，每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖Q2翻轉(zhuǎn)一次；當(dāng)Q0=Q1=Q2=1或Q0=Q3=1時(shí)，每輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖Q3翻轉(zhuǎn)一次。這樣從初始狀態(tài)（“0”態(tài)）開(kāi)始計(jì)數(shù)，每輸入10個(gè)時(shí)鐘脈沖，計(jì)數(shù)單元便自動(dòng)恢復(fù)到“0”態(tài)。若將第一個(gè)加計(jì)數(shù)器的輸出端Q3作為第二個(gè)加計(jì)數(shù)器的輸入端ENB的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，便可組成兩位8421編碼計(jì)數(shù)器，依次下去可以進(jìn)行多位串行計(jì)數(shù)。

CD4060
脈沖發(fā)生器是數(shù)字鐘的核心部分，它的精度和穩(wěn)定度決定了數(shù)字鐘的質(zhì)量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過(guò)整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。
CD4060是由一振蕩器和14位二進(jìn)制串行計(jì)數(shù)器位組成，振蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RC或晶振電路，CR為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零且振蕩器使用無(wú)效。所有的計(jì)數(shù)器位均為主從觸發(fā)器。在CP1(和CP0)的下降沿計(jì)數(shù)器以二進(jìn)制進(jìn)行計(jì)數(shù)。在時(shí)鐘脈沖線上使用斯密特觸發(fā)器對(duì)時(shí)鐘上升和下降時(shí)間限制。

CD4013
在電子技術(shù)中，N/2(N為奇數(shù))分頻電路有著重要的應(yīng)用，對(duì)一個(gè)特定的輸入頻率，要經(jīng)N/2分頻后才能得到所需要的輸出，這就要求電路具有N/2的非整數(shù)倍的分頻功能。 CD4013是雙D觸發(fā)器，在以CD4013為主組成的若干個(gè)二分頻電路的基礎(chǔ)上，加上異或門(mén)等反饋控制，即可很方便地組成N/2分頻電路。

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