模拟钟摆电路 新.docVIP

模拟钟摆电路古老的机械式挂钟都装有机械式摆锤 , 利用摆锤摆动的固定周期来调节钟的时间准确度。 现代电子式钟表 .已经完全改变了这种结构。然而根据这一形式 , 采用电子电路控制发光管组 成类似于钟摆的摆动状态 , 不失为一种新颖的钟表装饰。电路组成与工作原理 : 如图 6-2-17(a) 所示 , 它由时钟脉冲发生器、计数电路 , 发光管驱动电路和控制电路组成。(1) 时钟脉冲发生器。由 6 反相器 74LS04中的两个门F1、F2 和电阻 R1 、电容 C 组成一个多谐振荡器。由它输出的时钟脉冲通过二十进制计数器变为二十进制码输出 , 作为发光管驱动器的信号源。多谐振荡器的振荡频率可通过 R1 来调节 , 振荡频率可以和秒时间同步 ,也可根据个人爱好任意调节其快慢。(2) 计数电路。计数电路由一只二一十进制同步可逆计数器 74LS193 担任。它的功能有 二 : 一是将输入的时钟脉冲转换为 4 位二一十进制码输出 , 作为发光管驱动电路的输入信号 ; 二是通过计数器的加减功能改变发光管的发光运动方向 , 使其形成模拟钟摆的形式。当时钟脉冲由计数器CPU端输入时、它的输出端 QAQD 输出 4 位二进制数的顺序是由0000 1111; 当时钟脉冲由 CPD 端输入时 , 它的输出顺序变为由 1111 0000则。(3) 发光管驱动电路和显示电路。为了使模拟钟摆的摆动距离较长以增强其摆动效果 , 采用了一只有 16 位输出的 4-16 线译码器 74LS154 。它能将输入的 4 位二进制码转换为依次 输出的 16 个低电平脉冲 , 使 16 只变色发光管依次轮流发光 , 形成一个左右运动的光带。显示电路由 16 只红、绿变色发光二极管组成。发光二极管有一个负极 , 两个正极 , 分别作 红、绿色发光的输入端。发光二极管的负极与 4-16 线译码器 IC4 的输出端 连接 , 它的 两个正极分别和发光管控制电路F4和 F5 相连。(4) 控制电路。控制电路的第一个作用是 : 控制时钟脉冲是由计数器的加法计数输入端CPU 输入 , 使计数器作加法计数 ; 还是由减法计数输入端 CPD 端输入 , 使计数器作减法计数。它由与非门F6、 F7 组成控制门 , 受由F8、 F9 组成的 R-S 触发器的控制。当 F8 输出高电平时 , 时钟脉 冲由马输入计数的 CPU, 计数器作加法计数 ,IC3 的输出从00001111 。 IC4 的输出从, 发光管的发光顺序为自左至右 , 模拟钟摆向右摆动。当 F9 输出高电平时 , 时钟脉冲由 F7 输入 计数器的 CPD 端 , 计数器作减法计数 ,IC3 的输出从 11110000。 IC4 的输出从, 发光管的发光顺序为自右至左 , 模拟钟摆向左摆动。控制电路的第二个作用是 : 控制变色发光管使绿色发光管发光 ; 还是使红色发光管发光。 它是通过 R-S 触发器来控制的 , 当 R-S 触发器的 F8 输出高电平时 , F9输出为低电平 , 这一低电 平经 F5 反相后变为高电平可使右边的绿色发光管发光。当 F8 输出低电平时 , 经 F4 反相后变为高电平 , 可使左边的红色发光管发光。摆动换向控制 : 摆动方向的换向是由 IC4 的两个输出端和触发 R-S 触发器的翻转来实现的。当输出低电平时 ( 钟摆处于左极端 ), 通过 F8 脚使 R-S 触发器置 1, 使 F8 输出高电 平将与非门 F6 打开 , 使时钟脉冲输入 IC3 的 CPU 端 ,IC4 的依次输出低电平 , 形成向右摆 动。当摆至右极端输出低电平时 , 通过 F9 脚使 R-S 触发器翻转 ,F9 输出高电平将与非门 F7 打开 , 使时钟脉冲输入 IC3 的 CPD 端 ,IC4 的依次输出低电平 , 形成向左摆动的形式。 16 只变色发光管可根据表盘的形状排成一字形 , 也可排成弧形。时钟脉冲可如图设置 ,也可取自电子钟表的秒脉冲输出。 图 6-2-17(b) 为集成电路 74LS154 的引脚功能图 , 电路中74LS04的引脚排列完全同CD40