基于Proteus仿真的純數(shù)字電路時鐘（仿真圖、演示文檔）

基于protues仿真的純數(shù)字電路時鐘（仿真圖、演示文檔）

設計思路：數(shù)字鐘實際上是一個對標準頻率（1HZ）進行計數(shù)的計數(shù)電路。本次設計采用CD4060與CD4013組成秒脈沖信號，通過計數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管可實現(xiàn)時間的顯示。

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

譯碼及驅動顯示電路
采用半導體數(shù)碼管,用發(fā)光二級管組成的字形來顯示數(shù)字.半導體數(shù)碼管有共陽極和共陰極兩種類型.共陽極數(shù)碼管的七個發(fā)光二極管的陽極接在一起,而七個陰極則是獨立的.共陰極數(shù)碼管與共陽極數(shù)碼管相反,七個發(fā)光二極管的陰極接在一起,而陽極是獨立的。當數(shù)字鐘的計數(shù)器在CP脈沖作用下，按60秒為1分、60分為1小時，24小時為一天的技術規(guī)律計數(shù)時就應將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字信號。這就需要將計數(shù)器的狀態(tài)進行譯碼并將其顯示出來。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。

校正時間的方法是：首先截斷正常的計數(shù)通路，然后再進行人工觸發(fā)計數(shù)或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數(shù)單元的輸入端，校正好后，再轉入正常計時狀態(tài)即可。根據(jù)要求，數(shù)字鐘應具有分校正、時校正和秒校正功能，因此，應截斷分個位、時個位、秒個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中，所示為設計的校時電路。
LT：它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。3號引腳是測試輸入端，當BI=1，LT=0 時，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號引腳是消隱輸入控制端，當BI=0 時，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LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。

CD4511
LT：它主要用來檢測數(shù)碼管是否損壞。3號引腳是測試輸入端，當BI=1，LT=0 時，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號引腳是消隱輸入控制端，當BI=0 時，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LE=0時，允許譯碼輸出。 LE=1時譯碼器是鎖定保持狀態(tài)，譯碼器輸出被保持在LE=0時的數(shù)值。

CD4518
CD4518采用并行進位方式，只要輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元Q0翻轉一次；當Q0為1，Q3為0時，每輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)單元Q1翻轉一次；當Q0=Q1=1時，每輸入一個時鐘脈沖Q2翻轉一次；當Q0=Q1=Q2=1或Q0=Q3=1時，每輸入一個時鐘脈沖Q3翻轉一次。這樣從初始狀態(tài)（“0”態(tài)）開始計數(shù)，每輸入10個時鐘脈沖，計數(shù)單元便自動恢復到“0”態(tài)。若將第一個加計數(shù)器的輸出端Q3作為第二個加計數(shù)器的輸入端ENB的時鐘脈沖信號，便可組成兩位8421編碼計數(shù)器，依次下去可以進行多位串行計數(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)字鐘的質量，通常用晶體振蕩器發(fā)出的脈沖經(jīng)過整形、分頻獲得1Hz的秒脈沖。
CD4060是由一振蕩器和14位二進制串行計數(shù)器位組成，振蕩器的結構可以是RC或晶振電路，CR為高電平時，計數(shù)器清零且振蕩器使用無效。所有的計數(shù)器位均為主從觸發(fā)器。在CP1(和CP0)的下降沿計數(shù)器以二進制進行計數(shù)。在時鐘脈沖線上使用斯密特觸發(fā)器對時鐘上升和下降時間限制。

CD4013
在電子技術中，N/2(N為奇數(shù))分頻電路有著重要的應用，對一個特定的輸入頻率，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為主組成的若干個二分頻電路的基礎上，加上異或門等反饋控制，即可很方便地組成N/2分頻電路。

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