劳动出版社精品课件 《数字逻辑电路（第四版）》 A053055§7~2.ppt

第七章　数字集成电路应用 § ７—２　数　字　钟 ２． 能对数字钟电路进行分析。 ３． 能正确分析、 设计数字钟电路。 １． 能读懂数字钟电路的各个组成部分。 学习目标 数字钟示意框图 一、 数字钟各组成部分电路的控制原理与设计 １． 电源电路 （1）电路 电源电路 降压变压器（交流220V的工频电压——交流9V）→4个整流 二极管组成的桥式整流电路（交流电变成脉动直流电）→470μF 电容滤波（得到较为平滑的直流电）→三端稳压器LM7805（输 出稳定的+5V直流电）→100μF电容（二次滤波） （2）工作原理 2．脉冲发生电路 （1）555多谐振荡器 555多谐振荡器电路 １） 电路 ２）工作原理： 电容C4两端电压uc = 0 V ，OUT=“1”放电管V截止，直流电源充电 电容C4两端电压uc ≥ ，OUT=“0”放电管V导通，直流电源放电 电容C4两端电压uc≤ , OUT=“1” 如此周而复始 (2）石英晶体振荡电路 石英晶体振荡电路 １） 电路 ２）工作原理： CD4060利用其10、11脚内部电路中的反相器组成一个晶体振荡器。 R15是偏置电路，为反相器提供静态工作点，两个270pF电容器C1、C2和 晶振组成Ⅱ型反馈网络。 晶体振荡频率为32768Hz的脉冲信号经过14级2分频，即32768/2的14 分频等于2Hz。所以在第三脚Q14端（3脚）输出的便是2Hz的脉冲信号。 由于2Hz的脉冲信号不能满足电路的要求，因此需要通过74LS112进行2 分频得到1Hz脉冲输出，提供给计数电路进行触发计数。 3．计数电路 （１） 电路 计数电路 （２） 工作原理 计数电路由三部分计数器组成， 分别是一个 ２４ 进制计数器和两个 ６０ 进制计数器， 它们分别作为小时、 分钟和秒。 IC11是秒计数器，IC10 是分钟计数器，IC09是 小时计数器。 4．数据选择电路 数据选择电路 （１） 电路 接收到由计数器输出的计数信号后，同时在555多谐振荡器输出的 M、N信号的控制下，数据选择电路从计数输出信号中选取正确的信号 输出，将这个选择出的输出信号提供给译码显示电路显示输出。 （2）工作原理： 5．位选电路 位选电路 （１） 电路 ④、⑤、⑥、⑦脚4个输出端只有一个输出为低电平，而其他3个同时 输出为高电平，这样能够使得4个PNP三极管中只有一个处于饱和导通状态， 从而保证数码管显示输出时不会出现错误。 例如，MN信号为“01”时，经过74LS139后，其输出为“1101”，从而 使V3三极管饱和导通，而其他三极管截止。 （2）工作原理 6．秒脉冲显示电路 秒脉冲显示电路 （2）工作原理 利用二极管的单向导电性进行工作。当接收到秒脉冲信号时，三极管V7由于基极为高电平，三极管PN结正偏饱和导通，从而使本来处于截止状态的两个发光二极管也受到了正向压降而导通，因此，发光二极管点亮；而当三极管基极为低电平时，三极管截止，使得发光二极管也截止，从而发光二极管变暗。 （１） 电路 7．译码显示电路 译码显示电路 （１） 电路 经过计数器计数输出，再由数据选择器选择输出，将其结果 输送给CD4511译码器译码输出，同时两个双位共阴极数码管在位 选信号的控制下进行显示。 例如，ABCD输入为“0110”，经过CD4511后输出“abcdefg” 为“1011111”；同时，位选信号“W1W2W3W4”为“1011”，则 此时应该在数码管DS2上的LED2显示为数字“6”，其他保持不变。 （2）工作原理 8．时间设定电路 时间设定电路 （１） 电路 常开按钮开关K1、K2接通和断开电源时，分别产生一个脉冲 下降沿触发信号，提供给分钟计数器和小时计数器的低位脉冲触发 端，按钮开关K1、K2每通断一次代表一个触发信号，从而来设定当 时的时钟时间。 （2）工作原理 二、数字钟电路原理图和工作原理 1．电路图 2．整机工作原理 ５５５ 定时器在数字钟电路中的作用是什么？ ２． 石英晶体振荡器在数字钟电路中的作用是什么？ ３． 数字钟动态显示时间的频率是多少？ 思考与练习 一、 实训目的 １． 能识别数字集成电路芯片引脚。 ２． 能按工艺要求正确装配数字钟电路。 ３． 能使用电子仪器测量分析电路。 实训项目 14 数字钟电路的安装与测试 二、 实训任务 参照 § ７—２ 所设计的原理图 完成电路的安装与测试。 三、工具、仪表及器材 1．工具 电子钳、电烙铁、镊子等常用电子组装工具一套。 2．仪表 万