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数字钟实验电路的设计方案分析
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2017-10-19
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在电子技术实验教学中，构建学生的电路设计理念，提高学生的电路设计能力，是教学的根本目的和核心内容。数字钟电路的设计和仿真，涉及模拟电子技术、数字电子技术等多方面知识，能够体现实验者的理论功底和设计水平，是电子设计和仿真教学的典型案例。文中采用了555 定时器电路、计数电路、译码电路、显示电路和时钟校正电路，来实现该电路。
1 系统设计方案
数字钟由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路等组成［1-3］。振荡器是数字钟的核心，提供一定频率的方波信号；分频器的作用是进行频率变换，产生频率为1 Hz 的秒信号，作为是整个系统的时基信号； 计时电路是将时基信号进行计数；译码显示电路的作用是显示时、分、秒时间；校正电路用来对时、分进行校对调整。其总体结构图，如图1 所示。
2 子系统的实现
2.1 振荡器
本系统的振荡器采用由555 定时器与RC 组成的多谐振荡器来实现， 如图2 所示即为产生1 kHz 时钟信号的电路图。此多谐振荡器虽然产生的脉冲误差较大，但设计方案快捷、易于实现、受电源电压和温度变化的影响很小［4］。
2.2 分频器
由于振荡器产生的频率高， 要得到标准的秒信号，就需要对所得到的信号进行分频。在此电路中，分频器的功能主要有两个：1） 产生标准脉冲信号；2） 提供电路工作需要的信号，比如扩展电路需要的信号。通常实现分频器的电路是计数器电路，选择74LS160 十进制计数器来完成上述功能［5］。如图3 所示，555 定时器产生1 kHz 的信号，经过3 次1/10 分频后得到1 Hz 的脉冲信号， 为秒个位提供标准秒脉冲信号。
1 系统设计方案
数字钟由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路等组成［1-3］。振荡器是数字钟的核心，提供一定频率的方波信号；分频器的作用是进行频率变换，产生频率为1 Hz 的秒信号，作为是整个系统的时基信号； 计时电路是将时基信号进行计数；译码显示电路的作用是显示时、分、秒时间；校正电路用来对时、分进行校对调整。其总体结构图，如图1 所示。
2 子系统的实现
2.1 振荡器
本系统的振荡器采用由555 定时器与RC 组成的多谐振荡器来实现， 如图2 所示即为产生1 kHz 时钟信号的电路图。此多谐振荡器虽然产生的脉冲误差较大，但设计方案快捷、易于实现、受电源电压和温度变化的影响很小［4］。
2.2 分频器
由于振荡器产生的频率高， 要得到标准的秒信号，就需要对所得到的信号进行分频。在此电路中，分频器的功能主要有两个：1） 产生标准脉冲信号；2） 提供电路工作需要的信号，比如扩展电路需要的信号。通常实现分频器的电路是计数器电路，选择74LS160 十进制计数器来完成上述功能［5］。如图3 所示，555 定时器产生1 kHz 的信号，经过3 次1/10 分频后得到1 Hz 的脉冲信号， 为秒个位提供标准秒脉冲信号。
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秫秫
2020-10-21
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