디지털 회로 디지털 시계 디자인

설계 작업 및 요구 사항과 디지털 전자시계의 블록 다이어그램을 비교하면 모듈형 설계는 다음과 같은 부분으로 나눌 수 있습니다.

1. 두 번째 펄스 발생기

펄스 발생기는 디지털 시계의 핵심 부분으로, 디지털 시계의 품질을 결정하는 것이 일반적입니다. 발진기. 펄스가 형성되고 주파수가 분할되어 1Hz의 두 번째 펄스를 얻습니다. 예를 들어 수정 발진기가 32768Hz라면 15번의 주파수 분할을 거쳐 1Hz의 펄스 출력을 얻을 수 있습니다.

2. 카운팅 디코딩 표시

초, 분, 시간. , 일은 각각 60 , 60, 24, 7 기본 카운터, 초, 분은 모두 60진법으로 표시됩니다. 즉, 00부터 59까지 표시되며, 1의 자리는 10진수, 10의 자리는 16진수입니다. 24진수 카운터이며 00부터 23까지 표시합니다. 일의 자리는 여전히 십진수이고 십의 자리는 삼진수입니다. 그러나 십진수는 2로 계산되고 일의 자리는 4로 계산됩니다. 2진수입니다.

주는 7진 숫자로 사람들의 일반적인 개념에 따라 일주일의 표시 날짜는 "일, 1, 2, 3, 4, 5, 6"이므로 7을 디자인했습니다. - 표 1.1에 표시된 대로 디스플레이의 상태 테이블을 디코딩합니다.

표 1.1의 상태표에 따라 "일" 카운터의 회로를 설계하는 것은 어렵지 않습니다(일은 숫자 8로 대체됨).

모든 카운터의 디코딩 디스플레이는 BCD-7 세그먼트 디코더를 채택하고 디스플레이는 ***yin 또는 ***yang 디스플레이를 채택합니다.

4분기 3분기 2분기 1분기

디스플레이

1 0 0 0

일

0 0 0 1

1

0 0 1 0

2

0 0 1 1

3

0 1 0 0

4

0 1 0 1

5

0 1 1 0

6

표 1.1 상태표

3. 시간 수정 회로

전원을 켰을 때 일, 시, 분, 초는 임의적입니다. 따라서 값을 조정해야 합니다.

스위치를 수동 위치로 설정하여 시간, 분, 초, 일을 개별적으로 계산합니다. 계산 펄스는 단일 펄스 또는 연속 펄스로 입력됩니다.

4. 시간별 시간 보고 회로

당시 카운터는 매 시간 6초 전에 시간을 보고해야 했는데 이는 디코딩 회로로 해결될 수 있었습니다. 즉, 숫자가 59일 때 초가 54에 도달하면 지연된 하이 레벨이 출력되어 베이스와 게이트가 열리게 되고, 이때까지 500Hz의 주파수로 타임 차임벨이 5번 울리게 됩니다. 초 카운터가 58에 도달하면 하이 레벨 펄스가 종료됩니다. 초 카운트가 59에 도달하면 고음의 1KHz 주파수 출력을 구동하고 한 번 울립니다.

5. 기준 회로

디지털 전자 시계 논리 회로의 기준 다이어그램은 그림 1.3에 나와 있습니다.

참조 회로에 대한 간략한 설명

1. 두 번째 펄스 회로

수정 발진기 32768Hz를 14주파수 분주기로 나누어 2Hz로 나눈다. 다시 말하면, 클럭 카운터 사용을 위해 1Hz 표준 두 번째 펄스를 얻습니다.

2. 단일 펄스, 연속 펄스

주로 수동 시간 조정에 사용됩니다. 스위치 K1이 단일 끝에 있는 경우 일, 시, 분, 초를 조정하려면 단일 펄스에 따라 수정할 수 있습니다. K1이 단일 모드이고 K2가 수동 모드인 경우 이때 단일 펄스 키를 누르면 월요일 1일부터 일요일까지 주간 카운터가 계산됩니다. 스위치 K1이 연속 끝에 있으면 단일 펄스를 누르지 않고도 보정을 수행할 수 있습니다. 단일 및 연속 펄스는 게이트 회로로 구성됩니다.

3. 초, 분, 시간 및 일 카운터

회로의 이 부분은 중간 규모 집적 회로 74LS161을 사용하여 초, 분 및 시간 계산을 실현합니다. 시간은 60진수로 구분되며, 시간은 24진수 형식입니다. 그림 3에서 초와 분 카운터가 완전히 동일하다는 것을 알 수 있습니다. 카운트가 59에 도달하면 또 다른 펄스가 00으로 변경되고 카운트가 다시 시작됩니다. 그림에서는 "비동기 클리어"를 사용하여 /CR 터미널에 피드백하여 10진수 1자리와 16진수 10자리의 기능을 구현합니다.

카운터는 16진수 시스템입니다. 카운트가 시작되면 1의 자리는 10진수 시스템으로 계산됩니다. 23에 도달하면 또 다른 펄스가 발생하고 "0"으로 돌아갑니다.

따라서 여기서는 일의 자리가 십진수 계산을 완료할 뿐만 아니라 상위 및 하위 비트가 숫자 "23"을 만날 때 카운터를 클리어하도록 해야 합니다. 그림에서 십의 자리의 "2"와 1의 자리 중 "4"가 NAND로 사용된 다음 0으로 재설정됩니다.

일일 카운터 회로는 4개의 D 플립플롭(JK 플립플롭도 사용 가능)으로 구성되며, 그 논리 기능은 표 1, 즉 카운터가 6으로 카운트될 때를 만족한다. , 다른 펄스가 있을 것입니다. 7의 과도 상태를 사용하여 Q4, Q3, Q2 및 Q1을 "1000"으로 설정하여 "Day"(8)를 표시합니다.

4. 디코딩 및 디스플레이

디코딩 및 디스플레이는 LC5011-11 음극 LED 디지털 튜브와 디코더 74LS248을 사용하여 매우 간단합니다. 물론 양극 닉시 튜브와 디코더도 사용할 수 있습니다.

1. 정각에 시간 차임

시간이 6초 전이 되면 차임벨을 울릴 준비가 되어 있어야 합니다. 그림 3에서 분 카운트가 59분에 도달하면

분 플립플롭 QH를 1로 설정하고, 초 카운트가 54초에 도달하면 초 플립플롭 QL을 1로 설정한 다음 AND QL with QH 그런 다음 1s 표준 두 번째 신호와 상호 작용하여 우퍼 우퍼를 제어합니다. 59초까지 QL을 0으로 지우고 동시에 59의 역상을 중지하는 재설정 신호가 생성됩니다. 두 번째 신호는 QH와 상호 작용하여 트위터 소리를 제어합니다. 59:59부터 00:00까지 분과 초가 카운트되면 윙윙 소리가 끝나고 시 단위 시간이 완성됩니다.

2. 우는 소리 회로

우는 소리 회로는 OR 게이트를 통해 트랜지스터를 구동하기 위해 높고 낮은 두 가지 주파수를 사용하여 스피커를 구동합니다. 1KHz

및 500Hz는 대략 수정 발진기 주파수 분배기에서 얻습니다. 그림에 표시된 것처럼 CD4060 주파수 분배기의 출력 단자 Q5 및 Q6입니다. Q5의 출력 주파수는 1024Hz이고 Q6의 출력 주파수는 512Hz입니다.