24小时制多功能电子钟设计与仿真

1、武汉学院毕业设计设计题目：24小时制多功能电子钟设计与仿真名 许立磊号 071203123电子信息科学与技术指导教师何雄涛2011年5月26日27目录II111233335561010161718181922232426摘要Abstract第一章绪论1.1数字电子钟的背景1.2数字电子钟的意义1.3数字电子钟的应用第二章整体设计方案2.1设计要求2.2系统框图2.3设计过程第三章系统仿真Multisim 9 软件介绍Multisim 9 仿真第四章电路原理分析4.1数字钟的构成4.2校时功能的实现4.3报时的实现第五章电路仿真与设计5.1所需芯片及芯片管脚图5.2时、分、秒显示电路模块设计5.

2、3校时电路模块设计5.4报时电路模块设计5.5综合电路参考文献致谢 摘要20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透 到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高， 时也使得现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。现代生活的人们越来越重视起了时间观念， 可以说时间和金钱划上了等号。对于 那些对时间把握非常严格和准确的人或事来说，时间的不准确会带来非常大的麻烦， 所以以数码管为显示器的时钟比指针式的时钟表现出了很大的优势。数码管显示的时间简单明了而且读数快、时间准确显示到秒。而机械式的依赖于晶体震荡器，可能会 导致误差。】数字

3、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。数字 钟的精度、稳定度远远超过老式机械钟。在这次设计中，我们采用LED数码管显示时、 分、秒，以24小时计时方式，根据数码管动态显示原理来进行显示，用12MHZ勺晶振产生振荡脉冲，定时器计数。在此次设计中，电路具有显示时间的其本功能，还可 以实现对时间的调整。数字钟因其小巧，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，因此得到了广泛的使用】。关键字：数字电子钟集成电路AbstractIn the late 20th cen tury, electr onic tech no logy gained rapid

4、devel opment in the pro motio n of moder n electr onics into almost all areas of society, a stro ng imp etus to the devel opment of social p roductive forces and social impro veme nt in the level of in formati on, but also the moder n electr onic p roduct p erforma nee further in crease the p ace of

5、 p roduct rep laceme nt and fast.There is a grow ing emp hasis on moder n life from the time the concept of time and money can be said to mark the equal sig n. For those who take the time and things are very strict and p recise, time is not exactly bring a very big trouble, so the digital clock to d

6、is play the clock tha n the poin ter to show a great adva ntage. Digital dis play of time readi ng sim pie and fast, accurate time dis play to the sec ond. The mecha ni cal depend on the crystal oscillator, could lead to errors.Digital Clock is a digital circuit on the hour, m inu te, sec ond digita

7、l dis play of the timi ng device. Digital clock p recisi on, stability, far more tha n the old mecha ni cal clock. In this desig n, we use LED digital dis play hours, minu tes, sec on ds, 24-hour time mode, accordi ng to digital con trol theory to dyn amic dis play to dis pl ay, using 12MHz crystal

8、oscillatio n pu Ise, the timer coun t. I n this desig n, the circuit has a dis play time of the the fun ctio n can be achieved for the time adjustme nt. Digital clock is its comp act, low cost, travel time and high p recisi on, easy to use, multi-f unction, ease of in tegrati on and loved by the maj

9、ority of con sumers, it has bee n widely used.Keywords: digital electro nic clock in tegrated circuit第一章绪论1.1数字电子钟的背景20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透 到了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高， 时也使现代电子产品性能进一步提高， 产品更新换代的节奏也越来越快。时间对人们 来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的 事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情

10、，一时的 耽误可能酿成大祸。CMO化、目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，趋势是将进一步向着低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面 是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的 控制系统设计思想和设计方法。以前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能， 现在已能用单片机通过软件方法来实现了。 这种软件代替硬件的控制技术也称为微控 制技术，是传统控制技术的一次革命【2】。单片机模块中最常见的是数字钟，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

11、用寿命，因此得到了广泛的使用。1.2数字电子钟的意义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，使得数字钟的精度远远超过老式 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。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、自 动起闭路灯、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。【2】 1.3

12、数字电子钟的应用数字钟已成为人们日常生活中必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、 码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。 由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。第二早整体设计方案2.1设计要求用秒脉冲作信号源，构成数字钟，显示秒、分、时具有 对时”功能，即时间可以快速预置具有整点提示功能。一种实现的方法是每到整点时触发音乐芯片”或每到整点 前几秒钟，发出如 滴、答、滴、答”声音信号10 02.2系统框图瑕討耀S电瓷11冷制计图2-1数字钟设计系统框

13、图2.3设计过程时间显示模块电路 可以用3个CD4518作为核心芯片，进行级联，再辅以若干 逻辑门，完成进位、置零等功能，CD4518是双十进制计数器，有两个时钟输入端， 正好可以满足进位和校时的功能， 而不会产生干扰，且有一个置零功能，可以组成六 十进制和二十四进制的计数器。9整点报时模块电路 用的是555芯片和一块CD4068芯片组成的电路，555芯片可 以接成多谐振荡器，提供交变信号使蜂鸣器发出声音，而整点报时的控制可以用 CD4068实现，CD4068是8输入与非门，可以在整点之前输出脉冲信号， 经过由555 芯片组成的多谐振荡器，为其提供一个信号，这样由多谐振荡器输出端可以使蜂鸣器

14、发出“嘀、嘀、嘀”的响声9。秒信号发生器可以用秒脉冲信号代替。考虑到开关抖动现象，校时模块电路实验实验箱上的按键开关，每输出一个脉 冲信号可以改变分个位和十个位，同时考虑到干扰问题，进位接线和校时接线接在不 同的时钟输入端。第三章系统仿真3.1 Multisim 9软件介绍Multisim 是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以 Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟及数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力7其操作主界面如下图所示:-Jd21戲圍 HA 3电三馈-站电医抖戕曳曲Ft_|I-/I團JgJ圍ICeSlLiill

15、- I.VI r f XlDrfsr 、jibT DDeij：（d ： -W, Itidl :斗rgUTSTtUL1厂品-n A：吐IJ _-LL-A*H9*申 ntnt 1 电bt】 Show Conponerit reference IgRow ikodw nmfrsi mBMimiBiHniM “*Q Skow coupon ent v_ij_e = Show coupon ent attr il 口conipontrLt iiefiti fiersn AdjustC olor卅hi te BackgrcunJC ackrex otitl JR1WireCompwith modelCoT

16、ip onen. without modf-l7i匚 pmpQii*S*t at 0*111七| EUHore D订*ul*OK I 取消I 帮助I图 3-2 Preferences 对话窗口2、放置元器件在Multisim9中，有3种方法放置元器件：先从元器件工具栏中浏览相应的元器件库，找到所需要的元器件。执行菜单命令Place 7 Place component，可以浏览所有的元器件组。通过元器件查找，找到相应的元器件。以取用电阻为例介绍使用元器件工具栏取用虚拟元器件，将鼠标指向元器件工具栏上的电阻工具箱图标并单击，在拉出的 Basic元器件箱中单击绿色的电阻箱按钮， 将鼠标移到原理图窗口

17、中，这是在鼠标箭头上就带着一个虚拟电阻，在适当的位置单3-4所示。该对话框包含4个标签选项, 选项卡设置虚拟电阻在电路窗口中所显 Fault选项卡设置元器件可能出现的故击鼠标左键，即可放置一个虚拟电阻符号，该虚拟电阻的默认值是1kQo双击虚拟电 阻符号，将打开虚拟电阻属性对话框，如图 Label选项卡设置电阻的各种标识；Dis play 示的信息；Value选项卡设置电阻的参数值； 障，以便预知元器件发生故障时相应的现象。当元器件放置到电路图窗口中后，用户可以对其进行移动、复制、删除、旋转及 改变颜色等操作。将鼠标指向需要进行操作的元器件， 然后单击鼠标右键，在弹出的 快捷菜单中执行相应的命令

18、，也可以在 Edit主菜单上执行相应的命令。NodeModsPCB tr ace wi dtKI Use IC cr Transient Analy p?厂 HDEE5ET for DCOECancel图3-3导线属性对话框Virtual ReffistorLabel | Display ValueF ault IEtsistance fS) 厂 TcLer姬uslah： 3厂 Temp (T)厂TCLor TCfo厂 THCIHI；Replact I籲I职消I “h i帮助图3-4虚拟电阻属性对话框3、将元器件连接成电路在Multisim9的电路图上布线非常快捷，导线的连接有两种方式，一种是

19、元器件之间的导线连接，只要用鼠标单击连线的起点，出现一个小圆点，并有一个小十字，按鼠标左键并拖动出一根虚的导线，拉住导线并指向终点使其出现小圆点，释放鼠标左键，即完成了导线的连接，软件自动选择布线位置。在Multisim9中连线的起点和终点不能悬空。另一种是元器件与导线中间点的连接，用 鼠标指向元器件的引脚并单击鼠标左键，拖动鼠标到需要连接的线路上，再单击鼠标左键，系统将自动连接这两点，并在两导线交叉处放置一个节点。当要删除某一连接线或某一节点时，可将鼠标移动到需要删除的对象上，单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Delete命令即可。当两根导线十字相交且是相互连接时必须插入“连接点”。此时可

20、从基本器件库 中将“连接点”即一个小圆点拖至该处。在原理图中，双击导线可以对导线进行编辑， 如图3-3导线属性对话框，Node name设置导线的节点；PCBtrace width 设置本导 线在PCB电路板中的宽度；Use IC for Tran sie nt An alysis指进行瞬态分析时，本节点如需设置初始值，选中可在设置栏中输入初始值；Use NODESET for DC指进行直流分析时，本节点如需设置电压值，选中可在设置栏输入节点电压值。第四章电路原理分析4.1数字钟的构成数字电子钟由石英晶体振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组 成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号作为数

21、字钟的时间基准，然后经过分频器输出标 准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位，分计数器满60后向小时计数器进位， 小时计数器按照“24翻T规律计数,计数器的输出分别经译码器送显示器显示,计时 出现误差时，可以用校时电路校时、校分。数字钟实际上是一个对标准频率（1HZ）进行计数的计数电路。由于计数的起始时 间不可能与标准时间一致，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。在此使用 555振荡器组成1Hz的信号问。1、 振荡器电路555定时器组成的振荡器电路给数字钟提供一个频率为1Hz的方 波信号。其中OUT为输出8。2、 时间计数器电路时间计数电路由秒个位和秒十

22、位计数器，分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分 十位计数器为60进制计数器，而根据设计要求，时个位和时十位计数器为24进制计 数器。3、分频器电路 通常情况下，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到1Hz 的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。通常实现分频器的电路是计数器 电路，一般采用多级二进制计数器来实现。 例如，将32768Hz的振荡信号分频为1Hz 的分频倍数为32768,即实现该分频功能的计数器相当于 15级2进制计数器。4、 振荡器电路 利用555定时器组成的多谐振荡器接通电源后，电容 C1被充 电，当电压上升到一定数值

23、时里面集成的三极管导通，然后通过电阻和三极管放电， 不断的充放电从而产生一定周期的脉冲，通过改变电路上器件的值可以微调脉冲周期474LS160十进制计数器， （特点：消耗一个时钟脉 160时通过组合电路（主其将影响到5、数字时钟的计数显示控制在设计中，我们使用的是来实现计数的功能，实验中主要用到了 160的置数清零功能 冲），清零功能（特点：不耗时钟脉冲），在上级160控制下级 要利用与非门）实现，在连接电路的时候要注意并且强调使能端的连接, 整一个电路的是否工作2。电路的控制原理如下:秒钟由个位向十位进位：0000-0001-0010-0011-0100-0101-0110-0111-100

24、0-1001 实现个位的计数，采用的是置数的方式（利用 RCO端口），当电路计数到1001的时 候采用一个二输入与非门接上级输入的高位和低位输出作为下级的信号， 实现了秒区 的个位和十位的显示与控制，设计中注意到接的是一个与非门而不是与门， 目标在产 生一个时钟脉冲，实现正确的显示5。由秒区向分区的显示控制：基本原理同上，在秒区十位向时分区个位显示的是0000- 00010010- 00110100 0101产生了六个脉冲的时候向下级输出一个时钟 脉冲，利用的还是与非门，目标仍是实现正确的计时显示。时区的显示及整体电路反馈清零：当数值显示达到23： 59的时候要实现清零的工作，采用CLR清零的

25、方式反馈清零。具体设计接出控制端的9, 5, 3, 2用十六进制表示后高电平对应引脚接与非，将非门输出信号的值反馈给各个160芯片的清零端 （CLR）既可以实现清零了。下面分别介绍各组成部分的相关原理及说明：石英晶体振荡器的工作原理：放大网络对所加的信号进行放大；反馈网络相位校正网络振荡电路的两项条件：1、电路的闭环增益必须等于1,这可以通过放大器网络 的自限幅特性实现；2、围绕电路的网络相移量必须等于 2n n通常n为1或2。VCXO工作原理：VCX由石英谐振器、变容二极管和振荡电路组成，通过控制变 容二极管的电压来改变变容二极管的电容， 从而 牵引”石英谐振器的频率，以达到频 率调制的目的

26、。技术规范：控制电压-交流信号时，也称调制电压压控范围-电压变化范围内的频率变化量压控极性-随电压的增加而上升的极性为 “ +”反之为线性度-频率偏移（error）与压控范围的比例2TCXO工作原理：基本上是一个 VCXO和温度补偿网络构成，补偿网络有热敏 电阻等组成，通过调节不同温度下变容二级管的电压来改变晶体的负载，从而调整晶体的频率5。分频器原理：-r3 JUE* YriT-4 mrIHJiniok图4-1分频器电路结构原理图从电路结构来看，分频器本质上是由电容器和电感线圈构成的LC滤波网络，高音通道是高通滤波器，它只让高频信号通过而阻止低频信号； 低音通道正好想反，它 只让低频信号通过

27、而阻止高频信号；中音通道则是一个带通滤波器，除了一低一高两 个分频点之间的频率可以通过，高频成份和低频成份都将被阻止。在实际的分频器中， 有时为了平衡高、低音单元之间的灵敏度差异，还要加入衰减电阻；另外，有些分频 器中还加入了由电阻、电容构成的阻抗补偿网络，其目的是使音箱的阻抗曲线平坦一 些，以便于功放驱动。由于现在的音箱几乎都采用多单元分频段重放的设计方式，所以必须有一种装置，能够将功放送来的全频带音乐信号按需要划分为高音、低音输出 或者高音、中音、低音输出，才能跟相应的喇叭单元连接，分频器就是这样的装置。 如果把全频带信号不加分配地直接送入高、中、低音单元中去，在单元频响范围之外的那部分

28、多余信号”会对正常频带内的信号还原产生不利影响，甚至可能使高音、 中音单元损坏。计数器：计数是一种最简单基本的运算，计数器就是实现这种运算的逻辑电路， 计数器在 数字系统中主要是对脉冲的个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼 有分频功能，计数器是由基本的计数单元和一些控制门所组成，计数单元则由一系列具有存储信息功能的各类触发器构成，这些触发器有RS触发器、T触发器、D触发器及JK触发器等。计数器在数字系统中应用广泛，如在电子计算机的控制器中对指 令地址进行计数，以便顺序取出下一条指令，在运算器中作乘法、除法运算时记下加 法、减法次数，又如在数字仪器中对脉冲的计数等等。计数器可以用来

29、显示产品的工 作状态，一般来说主要是用来表示产品已经完成了多少份的折页配页工作。它主要的指标在于计数器的位数，常见的有 3位和4位的。很显然，3位数的计数器最大可以 显示到999, 4位数的最大可以显示到 99993。CLRt T nn y-H? UPnBOQAA.QB&QCCQDDH5U n271177um DWM13AQAQBQCQD3.2612137lout t11 (mtVr.f14L1 射图4-2计数器电路结构原理图作用：在数字电子技术中应用的最多的时序逻辑电路。计数器不仅能用于对时钟脉冲计数，还可以用于分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列以及进行数字运算等。 但是并无法显示计算结果，

30、一般都是要通过外接 LCD或LED屏才能显示。种类：1、如果按照计数器中的触发器是否同时翻转分类，可将计数器分为同步 计数器和异步计数器两种。常见的同步计数器有 74LS160系列,74LS190系列，常见 的异步计数器有74LS290系列。2、如果按照技术过程中数字增减分类，又可将计数 器分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器，随时钟信号不断增加的为加法计数器， 不断减少的为减法计数器，可增可减的叫做可逆计数器 。另外还有很多种分类不一一列举， 但是最常用的是第一种分类，因为这种分类可 以使人一目了然，知道这个计数器到底是什么触发方式， 以便于设计者进行电路的设 计。译码器：译码器的种类很多

31、，但它们的工作原理和分析设计方法大同小异， 其中二进制译 码器、二-十进制译码器和显示译码器是三种最典型，使用十分广泛的译码电路。译码器是典型的组合数字电路，译码器是将一种编码转换为另一种编码的逻辑电 路，学习译码器必须与各种编码打交道。从广义的角度看，译码器有四类：二进制码 译码器，也称最小项译码器，最小项译码器一般是将二进制码译为十进制码； 代码转 换译码器，是从一种编码转换为另一种编码； 显示译码器，一般是将一种编码译成十 进制码或特定的编码，并通过显示器件将译码器的状态显示出来 。原理：译码器可以将输入代码的状态翻译成相应的输出信号，以高、低电平的形式在各自的输出端口送出，以表示其意愿

32、。译码器有多个输入端和多个输出端。假如输入的端个数为n，每个输出端只能有两个状态，则输出端个数最多有2n个。常用译码器输入、输出端头数来称呼译码器，如3线-8线译码器，4线-10线译码器等。我们经常用到的74LS138就是一个三线-八线译码器。图4-3 74LS138 3-8线译码器逻辑及引脚排列图从图4-3可看出，74LS138有三个输入端A、B、C和八个输出端丫0丫7。当输 入端A、B、C的编码为000时，译码器输出为丫0=0，而Y1Y7=1。即丫0对应于A、 B、C为000状态，低电平有效。A、B、C的另外7种组合见后面的真值表。图中G、Ga、G1B为使能控制端，起到控制译码器是否能进行

33、译码的作用。只 有G1为高电平，Ga、G1B均为低电平时，才能进行译码，否则不论输入羰输入为何 值，每个输出端均为19。下图是输入端A、B、C为000111,控制端G1、G1A、Gb取各种不同值时的真 值表示意图，大家可按下图进行分析各种情况下3-8线译码器的工作原理。G1GaG1BCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70001111111100111111111010111111110111111111110111111111110111111111111111111110000001111111100001101111111000101101111110001111101111100100

34、11111011110010111111011100110111111011001111111110图4-4 74LS138 3-8线译码器的逻辑真值表显示器：CRT显示器是一种使用阴极射线管(Cathode Ray Tube的显示器，阴极射线管 主要有五部分组成：电子枪(Electron Gun)，偏转线圈(Deflection coils)，荫罩(Shadow mask)，高压石墨电极和荧光粉涂层(Phosphor)及玻璃外壳。它是目前应用最广泛的显 示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、 可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点，

35、而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少11。原理：CRT显示器(学名为“阴极射线显像管”)是就是这样一种装置，它主要由 电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)高压石墨电极 和荧光粉涂层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。其中我们印象最深的肯定是玻璃外 壳，也可以叫做荧光屏，因为它的内表面可以显示丰富的色彩图像和清晰的文字。CRT显示器是怎样将三基色原理用在其中的呢？当然，并不是直接将这三基色画在 荧光屏上，而是用电子束来进行控制和表现的11。CRT显示器的视频带宽可以看做每秒钟所扫描的像素点数的总和，一

36、般采用MHz (兆赫兹)为单位。众所周知，CRT显示器是靠电子束激发屏幕内表面的荧光 粉来显示图像的，由于荧光粉被点亮后很快会熄灭，所以电子枪必须循环地不断激发 这些点。屏幕分辨率越高，需要扫描的点数就越多，对电子枪扫描频率的要求就更高， 视频带宽也因此需要提高。一般来说，CRT显示器工作频率范围在电路设计时就已 经固定了，主要取决于高频放大部分元件的特性，由于高频电路的设计相对困难，因此成本也较高，同时还会产生一定的辐射。对于CRT显示器而言，高频处理能力越好，视频带宽所能达到的频率越高，图像稳定性也越好。CRT显示器对视频带宽的要求，除了分辨率外，还和它的场频有密切的关系。场频是指CRT显

37、示器屏幕每秒钟刷新的次数，又称为垂直扫描频率。当场频过低时，人眼会感觉到屏幕有明显的闪 烁，图像稳定性差，容易造成眼睛疲劳。一般来讲，CRT显示器屏幕的场频要达到75HZ以上人眼才不易出现闪烁感，但长时间注视必然会让眼睛感到很累。此外，视频带宽不仅对显示器寿命和故障率有影响，还对显示器品质有重要影 响。如果显示器实际带宽不足以支持用户设定的分辨率和场频，则会使显示的清晰度受到影响，从而影响显示效果。显示器对带宽的要求可以用分辨率与场频来计算：带宽要求等于“水平分辨率X垂直分辨率X场频”。但在实际情况中，显像管电子束的 扫描为了避免信号在扫描边缘的衰减， 保证图像的清晰，其水平扫描的像素数和行扫

38、 描频率均要比理论值高一些。所以，在计算带宽的时候还应该除以一个 “有效扫描系 数”，一般取值为0.60.7。按照这个计算方法，分辨率为1024X 768、垂直刷新频率 85Hz的屏幕设置，所需要的视频带宽约为 106MHz。也就是说，能够满足这种显示 要求的CRT显示器的视频带宽至少在106MHz以上。目前，高端CRT显示器最高的 视频带宽已达到200MHz以上，如美格17英寸CRT显示器中的796FD H和796FDX5 的视频带宽都达到了 203MHz。除了显示器性能外，对于消费者而言价格当然也很 重要。目前绝大多数1500元以下的CRT显示器视频带宽在110MHz左右，视频带宽 在20

39、0MHz210MHz的CRT显示器价格一般在 1500元2000元之间，而210MHz 以上视频带宽的CRT显示器则从2000元到6000多元都有，价格差距很大。相比之 下美格796FDX5、796FDH低于1500元的价格都非常引人注目，其视频带宽指标无 疑是同价位产品中最高的。当然，高视频带宽的CRT显示器也并不能100%保证产品不出问题，因此，厂商的信誉和服务仍然相当重要，用户在选购时同样应考虑在内。4.2校时功能的实现当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正。通常，校正时间的方法是：首先截断正常的计数通路，然后再进行人工出触发计数或将频率较高的方波信 号加到需要校正的计数单元

40、的输入端，校正好后，再转入正常计时状态即可。根据要求，数字钟应具有分校正功能，因此，应截断分个位的直接计数通路，并 采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其中。 在实验实现过程中使用 的是通过开关（普通开关）来实现高低电平的切换，手动赋予需要的高低电平来实现 脉冲的供给，将脉冲提供到所需要的输入（CLK ）端口，实现校时，仿真过程中能够 正常校时并且在校时的时候达到了预定的效果；而在我们进入实际电路连接的时候， 利用开关（手控导线点触实现）来实现校时再不像仿真那样的精确了， 原因分析是由 于使用的是普通的开关同时利用的是手动的对 CLK端口赋予脉冲信号，在实现手动 生成脉冲信号的过程

41、中产生了扰动，即相当于产生了多个的脉冲信号对需要的数码管 进行校时，如此，并没有达到仿真的精确效果，但是在实验中通过改进电路的校时方 式，不是用手触开关产生脉冲信号（如若需用手触则需要使用一个锁存器实现去抖动， 才能够在脉冲生成时候不产生干扰的脉冲，实现正常的校时），而是使用信号发生器 实现信号的提供，对需要校时的数码管在相对应的 CLK端口提供脉冲信号实现校时, 利用此方式实现校时则比手触开关方式效果要好。4.3报时的实现报时功能的实现原理较为简单，即对所需要报时的输出量进行控制，并对控制产 生的信号作为LED显示的信号源，电路连接中要注意到的是在实现 LED显示的时候 最好连接上一个保护电

42、阻对LED灯器到保护的作用。例如我们的校时时间是 23:59, 0010- 0011 01011001,利用相应的门电路实现满足端口输出是上述条件的时候进 行报时即可。第五章电路仿真与设计5.1所需芯片及芯片管脚图CLOCK 4 EhASLt A Qlh 2A Q阴_ Q44RESET A =I*2451&1514恬12hID9T 旦 (TOP VIEW一伽RMT&010 028QIBEHAfiLE e CLOCK B图5-1 集成定时器引脚排列图III说 01Ii234弓I7KI I C C &和 w A 3c 0 一K 与J 一HDDD E FG Hh6(TC*涎】图5-2整点报时器引脚排

43、列图1311TOIg5NCla图5-3 74LS20双4输入与非门图5-4 74LS00四2输入与非门55&GMDZCCTRI匚1|三OUTTMRRESUOhJ图5-5 555集成芯片引脚排列图5.2时、分、秒显示电路模块设计整个电路的核心芯片是 CD4518，它是一个双10进制加法计数器，因此只需要 三个芯片，进行级联即可实现两个六十进制和一个二十四进制计数器， 再加上一些合 适的逻辑门，实现置零和进位10。CPOAVEDcrwrraOOA03BC第0BOlB皿OOBCRIBVS3CFCB451814131211ng3+5T Atnj厂HF5U乐图5-6秒显示电路设计图图5-6是秒显示电路设

44、计图，右边为秒个位，左边为秒十位，秒个位的电路中置 零引脚和时钟输入端CP1必须接地，这是因为CMOS的引脚不能悬空，否则会影响 实验结果，CP0接秒脉冲信号，考虑到秒个位计数到 9的时候必须进位，所以在显示 0的同时输出一个进位信号，输出是 0000,因此可以用一个或非门，当输出是 0000 的时候提供一个进位信号至秒十位的时钟输入端，秒十位另一个时钟输入端接地，秒十位计数器计到5时，在输出为0110时提供一个信号到秒十位计数器的置零端， 使其实现011 0000，即六十进制10。1卜41-1CFOA VDE CP1* 00A O3E 广11Anori4UlAUciSUtKU-LB03A O

45、OEHRA CPIF VSS CPOE7目45ta161?9V图5-7分计数显示电路设计图图5-7是分计数显示电路设计图，原理与秒计数显示电路接近，分个位的时钟 输入端接来自秒十位的进位信号，另外一个时钟输入端接校时电路模块，由于设计的 过程是分块设计的，因此先将该时钟输入端接地，分十位的原理也是一样的10。图5-8是时计数显示电路设计图，与分、秒不同的是，这一块是24进制，当时十位为0、1的时候，时个位正常从09显示；当时十位为2时，要求时个位的显示 是0、1、2、3,然后就回到0,因此在置零这一部分接法不同于分、秒计数显示电路，考虑到当时计数器为23时必须变为00,即当时十位输出为0010、时个位输出为0100 时，分别变为0000、0000,因此可用一个与门实现，按如图的接法，并且注意到时 十位和时个位都必须置