Diseño de reloj digital de circuito digital.
Según las tareas y requisitos de diseño, y comparando el diagrama de bloques del reloj electrónico digital, el diseño modular se puede dividir en las siguientes partes.
1. Segundo generador de pulsos
El generador de pulsos es la parte central del reloj digital. Su precisión y estabilidad determinan la calidad del reloj digital. oscilador. Se le da forma al pulso y se divide la frecuencia para obtener un segundo pulso de 1 Hz. Por ejemplo, si el oscilador de cristal es de 32768 Hz, se puede obtener una salida de pulso de 1 Hz después de 15 veces de división de frecuencia.
2. Pantalla de decodificación de conteo
Los segundos, minutos y horas. y los días son 60 respectivamente, los contadores de base 60, 24 y 7, los segundos y los minutos están todos en base 60, es decir, se muestran del 00 al 59, sus dígitos de las unidades son decimales y sus dígitos de las decenas son hexadecimales. Es un contador de 24 decimales y muestra del 00 al 23. El dígito de las unidades sigue siendo decimal y el dígito de las decenas es ternario. Sin embargo, cuando el dígito decimal cuenta hasta 2 y el dígito de las unidades cuenta hasta 4, se borra y es binario. . Son catorce decimales.
La semana es un número de base siete. Según el concepto general de la gente, la fecha mostrada de una semana es "día, 1, 2, 3, 4, 5, 6", por eso diseñamos este siete. -Contador base de acuerdo con Decode la tabla de estado de la pantalla, como se muestra en la Tabla 1.1.
No es difícil diseñar el circuito del contador de "días" según la tabla de estados de la Tabla 1.1 (el día se sustituye por el número 8).
La pantalla de decodificación de todos los contadores adopta un decodificador BCD de siete segmentos y la pantalla adopta una pantalla ***yin o ***yang.
Q4 Q3 Q2 Q1
Pantalla
1 0 0 0
Día
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
Tabla 1.1 Tabla de estado
3. Circuito de ajuste de tiempo
Cuando se acaba de encender, el día, la hora, los minutos y los segundos son arbitrarios. Por lo tanto, es necesario ajustar el valor.
Coloque el interruptor en posición manual para contar horas, minutos, segundos y días por separado. Los pulsos de conteo se ingresan mediante un solo pulso o un pulso continuo.
4. Circuito de información horaria
En aquel momento, el contador necesitaba informar la hora seis segundos antes de cada hora, lo que podía solucionarse mediante un circuito decodificador. Es decir,
Cuando el número es 59, cuando el conteo de segundos llega a 54, se emite un nivel alto retardado para abrir los graves y la puerta, lo que hace que el timbre de tiempo suene 5 veces a una frecuencia de 500 Hz hasta que el contador de segundos cuenta cuando llega a 58, el pulso de alto nivel termina; cuando el conteo de segundos llega a 59, activa la salida de frecuencia aguda de 1 KHz y chirría una vez.
5. Circuito de referencia
El diagrama de referencia del circuito lógico del reloj electrónico digital se muestra en la Figura 1.3.
Breve descripción del circuito de referencia
1. Segundo circuito de pulso
El oscilador de cristal de 32768 Hz se divide en 2 Hz mediante un divisor de 14 frecuencias y luego se divide. Nuevamente, es decir, obtenga un segundo pulso estándar de 1 Hz para uso del contador de reloj.
2. Pulso único, pulso continuo
Esto es principalmente para el ajuste manual de la hora. Si el interruptor K1 está en el extremo único, si desea ajustar el día, la hora, los minutos y los segundos, puede corregirlo según el pulso único. Si K1 está en modo único y K2 está en modo manual, presione la tecla de pulso único en este momento para hacer que el contador semanal cuente desde el lunes 1 hasta el domingo. Si el interruptor K1 está en el extremo continuo, la corrección se puede realizar sin presionar un solo pulso. Los pulsos únicos y continuos se componen de circuitos de compuerta.
3. Contador de segundos, minutos, horas y días
Esta parte del circuito utiliza el circuito integrado de mediana escala 74LS161 para realizar el conteo de segundos, minutos y horas, donde los segundos. y las horas se dividen en sexagesimales, el tiempo está en formato de 24 decimales. En la Figura 3, podemos encontrar que los contadores de segundos y minutos son exactamente iguales. Cuando la cuenta llega a 59, otro pulso cambia a 00 y luego la cuenta comienza de nuevo. En la figura, el "borrado asíncrono" se utiliza para retroalimentar al terminal /CR para realizar las funciones de decimal de un dígito y hexadecimal de diez dígitos.
El contador está en sistema hexadecimal. Cuando comienza a contar, las unidades se cuentan en sistema decimal. Cuando llegue a 23, vendrá otro pulso y debería volver a "cero".
Por lo tanto, es necesario hacer que el dígito de las unidades complete el conteo decimal, y el contador se borra cuando los bits alto y bajo coinciden con el número "23" en la figura, el "2" del dígito de las decenas y el "4". de los dígitos de las unidades se utilizan NAND y luego se restablecen a cero.
Para el circuito del contador diario, está compuesto por cuatro flip-flops D (también se pueden usar flip-flops JK), y su función lógica satisface la Tabla 1, es decir, cuando el contador cuenta hasta 6 , habrá otro pulso, use el estado transitorio de 7 para configurar Q4, Q3, Q2 y Q1, que es "1000", mostrando así "Día" (8).
4． Decodificación y visualización
La decodificación y visualización son muy sencillas, utilizando el tubo digital LED de cátodo LC5011-11 y el decodificador 74LS248. Por supuesto, también se pueden utilizar el tubo ánodo nixie y el decodificador.
1. Campanilla de la hora
Cuando el conteo llega a 6 segundos antes de la hora, deberías estar listo para sonar la hora. En la Figura 3, cuando el conteo de minutos llega a 59 minutos,
establezca el flip-flop de minutos QH en 1, y cuando el conteo de segundos llegue a 54 segundos, configure el flip-flop de segundos QL en 1, y luego Y QL con QH Luego interactúa con la segunda señal estándar de 1 s para controlar el chirrido del woofer. Hasta 59 segundos, se genera una señal de reinicio para poner QL a 0 y detener el chirrido de graves. Al mismo tiempo, la fase inversa del 59. La segunda señal interactúa con QH para controlar el chirrido del tweeter. Cuando los minutos y segundos cuentan de 59:59 a 00:00, el gemido termina y se completa el tiempo horario.
2. Circuito de silbido
El circuito de silbido utiliza dos frecuencias, alta y baja, para conducir un transistor a través de una puerta OR para hacer que el altavoz emita un silbido. 1 KHz
y 500 Hz se obtienen aproximadamente a partir del divisor de frecuencia del oscilador de cristal. Como se muestra en la figura, los terminales de salida Q5 y Q6 del divisor de frecuencia CD4060. La frecuencia de salida de Q5 es 1024 Hz y la frecuencia de salida de Q6 es 512 Hz.