動(dòng)態(tài)掃描數字鐘電路設計與制作

(2)“時(shí)”.“分”.“秒”計數器設計

把CD4518 內部的兩個(gè)十進(jìn)制計數器級聯(lián)構成100 進(jìn)制計數器，然后通過(guò)反饋法實(shí)現60進(jìn)制計數器，電路如圖4 所示.圖中，QD1,QC1,QB1,QA1 為秒個(gè)位的二進(jìn)制BCD 碼，QD2,QC2,QB2,QA2 為秒十位上六進(jìn)制BCD碼，當十位要顯示十進(jìn)制6時(shí)即0110,此時(shí)QC2.QB2均為1,經(jīng)CD4081(42輸入與門(mén))輸出也為高電平，其他時(shí)候為低電平，利用這個(gè)脈沖信號給十位計數器清零，同時(shí)這個(gè)脈沖信號也是分脈沖的輸入信號.

分計數器與秒計數器電路完全相同，只是脈沖輸入不同，秒計數器是1 Hz,而分計數器是1 60 Hz.

時(shí)計數器為24 進(jìn)制計數器，設計原理與分秒計數器相同，不同之處在于反饋清零的狀態(tài)不同，當十位(顯示2).個(gè)位為0100(顯示4)時(shí)對計數器全部清零.把QB2 和QC1 通過(guò)CD4081 相與送給兩個(gè)十進(jìn)制計數器的復位端即可.

1.3 數碼顯示及動(dòng)態(tài)掃描電路

數碼顯示器采用共陰極LED數碼管.譯碼顯示驅動(dòng)電路選用BCD-7 段鎖存譯碼/驅動(dòng)器CD4511.數碼管多位顯示是可以采用兩種驅動(dòng)方式：一種是靜態(tài)驅動(dòng)，靜態(tài)驅動(dòng)方式是對各位顯示器連續地施以驅動(dòng)電壓，使顯示器持續點(diǎn)亮的方法.每一位顯示器都要配備一套包括計數器.譯碼器和驅動(dòng)電路.靜態(tài)驅動(dòng)的原理相對簡(jiǎn)單，適用于位數不多的場(chǎng)合.當位數較多時(shí)，使用元器件增加，功耗也大.另外一種方式為動(dòng)態(tài)驅動(dòng)，動(dòng)態(tài)驅動(dòng)方式是用掃描方式讓各位數碼管按一定順序輪流顯示的方法，其優(yōu)點(diǎn)：第一，能降低功耗，這對電池供電的便攜式數字儀表尤為重要;第二，各位顯示器共用一個(gè)譯碼器，節省了譯碼器的數量，減少連線(xiàn);第三，能輸出多路BCD 碼，容易和計算機相連.只要掃描頻率足夠高，由于人眼的暫留效應就觀(guān)察不到閃爍現象.

動(dòng)態(tài)掃描的總體特點(diǎn)是位掃描，段選通驅動(dòng).本次設計采用動(dòng)態(tài)掃描方式，兩位LED 顯示器動(dòng)態(tài)驅動(dòng)原理圖如圖5所示.

采用脈沖分配器CD4022 產(chǎn)生動(dòng)態(tài)掃描信號DS0~DS5,這6 個(gè)信號在同一時(shí)刻只有一個(gè)為高電平，利用DS0~DS5 控制模擬開(kāi)關(guān)CD4066,當某個(gè)掃描信號為高時(shí)，所控制的四路模擬開(kāi)關(guān)導通，從而把對應計數器的數據送給譯碼驅動(dòng)電路，同時(shí)掃描信號要選通對應的數碼管顯示相應的數據.由于采用的是共陰極數碼管，因此掃描信號通過(guò)達林頓晶體管整列MC1413 才能選通對應數碼管，當某掃描信號為高時(shí)，經(jīng)過(guò)MC1413 輸出后變?yōu)榈碗娖剿鶎獢荡a管被點(diǎn)亮.脈沖分配器CD4022 的輸入脈沖CP 的頻率應該足夠高，這里選用512 Hz(由4060第13腳提供).

1.4 校時(shí)電路

校時(shí)是數字鐘應具備的基本功能，當數字鐘接通電源或有時(shí).分.秒等校正功能.為使電路簡(jiǎn)單，這里只進(jìn)行分和時(shí)的校正.校正電路的要求在校正時(shí)位時(shí)不影響分和秒的正常計數，在校正分位時(shí)不影響秒和時(shí)的正常計數.

校準的方法很多，常用的有“快速校時(shí)法”.校時(shí)電路原路圖如圖6所示.

2 結語(yǔ)

數字鐘電路的設計，涉及模擬電子技術(shù).數字電子技術(shù)等多方面知識，將其列入自主實(shí)驗內容，克服了以往實(shí)踐教學(xué)形式單一.內容簡(jiǎn)單枯燥的缺點(diǎn)[8].實(shí)驗過(guò)程中要求獨立完成設計.可以采用萬(wàn)能板焊接完成數字鐘電路的制作，也可以繪制PCB電路圖采用熱轉印的方法自制PCB電路板完成該電路的制作.