完整直接可以交的电子数字钟的设计论文定稿.doc

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螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀膃莇衿腿芅薂螅膈莇莅蚁膈肇薁蚇膇艿蒃羅膆莂虿袁膅蒄蒂螇膄膄蚇蚃芃芆蒀羂节莈蚅袈节蒁蒈螄芁膀蚄螀袇莂薇蚆袆蒅螂羄袆膄薅袀袅芇螀螆袄荿薃蚂羃蒁莆羁羂膁薁袇羁莃莄袃羀蒆蚀蝿羀膅蒃蚅罿芈蚈羃羈莀蒁衿羇蒂蚆螅肆膂葿蚁肅芄蚅薇肄蒆蒇羆肄膆螃袂肃芈薆螈肂莁螁蚄肁蒃薄羃肀 电子数字钟的设计作 者 姓 名 非凡方法 专 业 电子信息工程 指导教师姓名 大胆地等待 专业技术职务 地对当地 目 录摘 要1第一章 绪论31.1选题的意义31.2课题的发展前景3第二章 数字钟的组成和基本工作原理42.1数字钟的设计要求42.2数字钟的设计原理框图4第三章 数字钟的设计53.1石英晶体振荡器的设计53.1.1石英晶体振荡器的基本原理53.1.2石英晶体振荡器的电路图63.2分频器的设计73.2.1分频器的基本原理73.3计数器83.3.1计数器的原理83.3.2计数器的原理图93.4译码与显示电路113.4.1显示器原理（数码管）113.4.2译码器原理（74LS48）113.4.3译码器与显示器的配套使用133.5校时、分、秒电路133.5.1校时电路的原理133.5.2 校时电路的电路图133.6主体电路的装调143.7功能扩展电路的设计153.7.1定时控制电路的设计153.7.2定时控制电路的电路图163.8正点报时电路的设计163.8.1正点报时电路的基本原理163.8.2正点报时电路的电路图17第四章 元器件的功能介绍174.1计数器的元器件174.1.1计数芯片74LS160184.2译码器芯片74LS48及七段数码管译码器驱动器194.3分频器芯片74LS9019第五章 结束语20参考文献22附 录23致 谢2423摘 要钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭路灯等。所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有非常现实的意义。数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。多功能数字钟采用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的计时装置。具有时间显示、闹钟设置、报时功能、校正作用。走时准确、显示直观、精度、稳定等优点。电路装置十分小巧,安装使用也方便。同时在日期中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费的喜爱。关键词: 晶体振荡器 分频器 计数器 显示器 校时电路ABSTRACTDigital clocks has brought great convenience to the production and life of people, and greatly expanded the original time clock function. Such as Timing alarm,Automatic time-ling,Time process automation, Broadcasting from time to time, Sluicegate regular street and so on. All of these are based on digital clocks.Therefore, Researching on digital clock and expanding its applications,has very actual significance. Digital Clock is a device that complies hour timing, minute timing,and second timing by digital circuit technology,and has a higher accuracy and intuitive comparing with the mechanical clock, and has no mechanical devices, and has a more longer life, so has been widely applied. From the principle of speaking, Digital clock is a typical digital circuits, including combinational logic circuits and sequential circuits. Multi-function digital clock implements the timing device of figures showing of hour, minute, seconds with digital circuit.It has time showing, alarm clock setting, timing function, correction function. And it has some advantages, for example accurate travel time,visual display, precision, stability, etc. Circuit is very compact device, the installation is also easy to use. At the same time, in the date, it is favorite by the majority of customer with its compact, low cost, travel time and high precision, easy-to-use, multi-function, and easy-to-integrate.Keyword: Crystal oscillator ; Prescaer ; Counter ; Monitor and Time circuit 第一章 绪论1.1选题的意义数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒进行数字显示的计时装置, 它是以不同的计数器为基本单元构成的，用途十分广泛，只要有计时、计数的存在，便要用到数字钟的原理及结构；同时在日常生化中，它以其小巧，价格低廉，走时精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受广大消费者的喜爱。广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表。钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。同时，由于其原理简单，非常适合初学者进行设计学习。1.2课题的发展前景钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、定时启闭电路、定时开关烘箱、通断动力设备，甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。电子钟是一种利用数字电路来显示秒、分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。在城市的主要营业场所、车站、码头等公共场所使用LCD数字电子钟已经成为一种时尚。但目前市场上各式各样的LCD数字电子钟大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂，功率损耗大等缺点。因此有必要对数字电子钟进行改进。可编程逻辑器件在数字系统中的应用随着集成电路技术和计算机技术的蓬勃发展,让电子产品设计有了更好的应用市场,实现方法也有了更多的选择。传统电子产品设计方案是一种基于电路板的设计方法,该方法需要选用大量的固定功能器件,然后通过这些器件的配合设计从而模拟电子产品的功能,其工作集中在器件的选用及电路板的设计上。随着计算机性价比的提高及可编程逻辑器件的出现,对传统的数字电子系统设计方法进行了解放性的革命,现代电子系统设计方法是设计师自己设计芯片来实现电子系统的功能,将传统的固件选用及电路板设计工作放在芯片设计中进行。从20世纪90年代初开始,电子产品设计系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化,各种电子系统的设计软件应运而生。数字集成电路的出现和飞速发展，以及石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度稳定度远远超过了老式的机械表，用数字电路实现对“时”、“分”、“秒”数字显示的数字钟在数字显示方面，目前已有集成的计数、译码电路，它可以直接驱动数码显示器件，也可以直接采用才COMS-LED光电组合器件，构成模块式石英晶体数字钟。第二章 数字钟的组成和基本工作原理 数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，节省了电能。因此得到了广泛的使用。数字钟是一种典型的数字电路，包括了组合逻辑电路和时序电路。通过设计加深对刚刚学习了的数字电子技术的认识。数字钟是用数字集成电路做成的现代计时器，与传统的机械钟相比，它具有走时准确（用高稳定度的石英晶体振荡器作时钟源）、显示直观（用液晶或荧光七段数码管显示器）、无机械传动装置等优点。在控制系统中，也常用作定时器时钟源。本课题是数字电路中计数（分频）、译码、显示及时钟脉冲振荡器等组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲产生电路的综合应用。数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒。数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,运运超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。我们此次设计数字钟是为了了解数字钟的原理，加深对我们所学知识的了解和认识、以及知识迁移的能力。而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路，通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法，以及各种电路之间的怎样联系起来的。2.1数字钟的设计要求利用石英晶体振荡器、脉冲信号的整形电路、计数器、数码管等设计一个电子数字钟表，要求显示时、分和秒，其中，小时采用24进制，要求有电路对时、分和秒分别校准、正点报时（共发出四下响声，前三响的持续时间均为1s，最后一响的持续时间为2s，各响声之间的间隔时间均为1s）和定时报警的功能。2.2数字钟的设计原理框图数字钟电路系统由主体电路和扩展电路两大部分所组成。其中，主体电路完成数字钟的基本功能，扩展电路完成数字钟的扩展功能。数字钟实际上是由一个对标准频率（1Hz）进行计数的计数电路为主要部分构成的。由于计数的起始时间不可能与标准时间（如北京时间）一致，故需要在电路上加一个校时电路，同时标准的1Hz时间信号必须做到准确稳定。通常使用石英晶体振荡器电路来构成数字钟的标准时间基准信号。数字钟的组成框图如下图2-1所示。石英晶体振荡器分频器仿电台报时时显示器分显示器秒显示器时译码器分译码器秒译码器分计数器秒计数器校时电路定时控制时计数器时计数器定时控制校时电路秒计数器分计数器秒译码器分译码器时译码器秒显示器分显示器时显示器 时显示器定时控制分译码器秒计数器分计数器仿电台报时秒显示器分显示器 时译码器秒译码器 主 扩 体 展时计数器 电 电 路 路校时电路 图2-1电子数字钟系统组成框图该系统的工作原理：石英晶体振荡器产生的稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准，再经分频器输出标准秒脉冲。秒计数器计满60后向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照24进制计数。计数器的输出经译码器送显示器。计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分、校秒。扩展电路必须在主体电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。 第三章 数字钟的设计3.1石英晶体振荡器的设计3.1.1石英晶体振荡器的基本原理（1）石英晶体振荡器的结构 石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚 上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图1。 (2)压电效应 若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关1。(3)符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图3-1所示。当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容Co,它的大小与晶片的几何尺寸，电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。一般L的值为几十mH到几百mH。晶片的弹性可用电容Cm来等效，Cm的值很小，一般只有0.00020.1pF。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效，它的数值约为100。由于晶片的等效电感很大，而Cm很小，Rm也小，因此回路的品质因数Q很大，可达100010000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式。几何形状。尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。图3-1晶体等效电路振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，通常选用石英晶体构成振荡器电路。一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。常取晶振的频率为32768Hz，使晶体振荡器产生32768Hz。3.1.2石英晶体振荡器的电路图振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，振荡器的频率越高，计时精度越高。通常选用石英晶体构成振荡器电路。图3-2电路是由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器CC4060、BCD同步加法计数器C180构成的秒信号发生器。本电路常用于LED数字钟中，为数字钟提供秒基准信号。 电路中利用CC4060组成两部分电路。一部分是14级分频器，其最高分频数为16384；另一部分是由外接石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡源。振荡器输出级经14级分频后在输出端Q14上得到1/2s脉冲并送入由C180构成的二分频器，分频后在输出端Q1上得到秒基准脉冲。调整微调电容C1可校准振荡频率2。 图3-2石英晶体振荡器 电路安装前应对所用器件进行必要的检测，判断质量是否良好。对于电路中的集成器件CC4060、C180可用集成电路测试仪予以检测筛选；对于电路中的分立元件R1、C1、C2可用万用表予以定量或定性检测；晶振SJT可使用万用表，用测量电阻法予以定性的检测筛选，其方法是：用万用表R10k档测量石英晶体振荡器的正、反向电阻值，正常时均应为(无穷大)。若测得石英晶体振荡器有一定的阻值或为0，则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏。只要安装无误，所用器件无质量问题，一般装好调试即可成功。如果电路的调试出现了问题：输出脉冲频率产生偏移，且无论如何调整微调电容C1，都不能校准振荡频率，有时甚至整个电路停止工作。可以先去掉CC4060的外围振荡元件R1、C1、C2及晶振SJT组成的电路，直接由信号发生器向CC4060提供一定频率的方波脉冲；测试电路工作情况，如果良好，说明分频计数电路本身无问题，问题出在以晶振为核心的振荡电路上。3.2分频器的设计3.2.1分频器的基本原理由于石英晶体振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要用分频电路。例如，振荡器输出4MHz信号，通过D触发器（74LS74）进行4分频变成1MHz,然后送到10分频计数器（74LS90,该计数器可以用8421码制，也可以用5421码制），经过6次10分频而获得1Hz方波信号作为秒脉冲信号。 分频器的功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲信号；二是提供功能扩展电路所需要的信号，如仿电台报时使用的1kHz的高音频信号和500Hz的低音频信号等。根据设计要求利用分频器使石英晶体振荡器产生的32768Hz的频率分频成512Hz、256Hz和1Hz三个频率，512Hz的频率作为正点报时最后一响的频率，256Hz的频率作为正点报时的前三响的频率，1Hz作为秒脉冲信号。将1Hz的频率分频成0.5Hz，利用74LS90进行2倍分频变成0.5Hz。作为0.5s的校秒脉冲。3.3计数器3.3.1计数器的原理计数器是时序逻辑电路，有两种情况：采用小规模集成器件和采用中规模集成器件。(1)采用小规模集成器件构成计数器计数器种类很多，分类方法也有多种。按计数器中触发器翻转次序可分为异步计数器与同步计数器，按计数器的编码方法分为二进制、十进制和其他进制计数器，按计数过程中计数数字增减分为加法与减法计数器3。异步计数器特点：当时钟脉冲输入时，触发器的翻转有先有后，不是同时发生的。例如：异步三位二进制计数器，将每一个触发器都接成T触发器功能，触发器的CP与前一级的输出端串接相连。串接方式取决于计数器是加法还是减法、触发器是上升沿还是下降沿出发，当选用上升沿触发的触发器是实现加法计数器时，触发器的CP与前一级的输出端Q相连；实现减法计数器时，触发器的CP与前一级的输出端Q相连。当选用下降沿触发的触发器时情况恰好相反。同步计数器特点：当时钟脉冲输入时，触发器的翻转是同时发生的。同步时序逻辑电路的设计过程如图3-3所示。 时序逻辑问题状态转换图（表）最简状态转换图（表）电路方程式逻辑电路图 选定触发 检查电路器的类型 能否自启动图3-3原理框图计数器的自启动：当计数器进入任何无效状态后，都能在时钟信号作用下自动返回有效循环中去，称计数器可以自启动。否则计数器不能自启动。通过在输入与输出之间接适当的反馈逻辑电路，可以将不能自启动的电路修改为能够自启动的电路。(2)采用中规模集成器件构成计数器中规模同步计数器：应用N进制中规模集成器件实现任意模值M计数器（N=M）时，主要是从N进制计数器状态转移表中跳跃（N-M）个状态，通常利用清除端（）和并行置入端（）来实现。计数器是数字钟设计中的关键，对计数器的设计是使数字钟产生时、分、秒的计数，使数字钟正常计数，显示时间。分和秒的计数采用60进制，分和秒的60进制计数，其计数规律是0001585900利用两片74LS160组成的同步60进制递增计数器，其中个位计数器（C1）接成十进制形式。十位计数器（C2）选择QC与QB做反馈端，经与非门输出控制清零端（CLR），接成六进制计数形式。个位与十位计数器之间采用同步级连方式，将个位计数器的进位输出控制端（RCO）接至十位计数器容许端（ENT），完成个位对十位计数器的进位控制。将个位计数器的RCO端和十位计数器的QC、QA端经与们由CO端输出，作进位输出控制信号。当计数器状态为59时，CO端输出高电平，在同步级联方式下，容许高位计数器计数。选择信号源库中的1HZ方波信号作为计数器的测试时钟源。小时的计数采用24进制，其计数规律为000123，所以必须用整体置零法或整体置数法构成24进制计数器。由两片74LS160组成的能实现24进制转换的同步递增计数器个位与十位计数器均接成十进制计数形式，采用同步级连方式，构成100进制计数器。当计数器从全0状态开始计数，计入24个脉冲时，经与门G1译码产生低电平信号立刻将两片74LS160同时置零，于是得到了24进制计数器。需要注意的是计数过程中第（2）片74LS160不出现1001状态，因而它的C端不能给出进位信号。如果要求输出进位信号持续时间为一个时钟信号周期，则应从电路的23状态译出。当电路计入23个脉冲后门G2输出变为低电平，第24个计数脉冲到达后门G2的输出跳变为高电平。选择十位计数器的输出端QB和个位计数器的输出端QC通过与非门NAND2控制两片计数器的清零端（CLR），利用状态24反馈清零，可实现24进制递增计数4。3.3.2计数器的原理图下图3-4所示为用74LS160设计的60进制计数器，用来完成数字钟中分、秒得计时，完成数字钟中的关键环节，时间的计数，使得数字钟能正常运作5。 图3-4 74LS160设计60进制 下图3-5所示为用74LS160设计的二十四进制计数器，用来完成数字钟中的小时的计数，与图3-4所示电路联合完成数字钟的整体计数功能。图3-5 74LS160设计24进制3.4译码与显示电路 3.4.1显示器原理（数码管）数码管是数码显示器的俗称。常用的数码显示器有半导体数码管，荧光数码管，辉