1、做成时钟,并不难,把十进改成6进就行了如下:1,震荡电路的电容用晶震,记时准确.2, 时:用2块计数器,十位的用 1和2(记时脚)两个脚.分:用2块计数器,十位的用1,2,3,4,5,6,(记时脚)6个脚.秒 :同分.评论:74系列的集成块不如40 系列的,如: 用 CD4069产生震荡 ,CD4017记数,译码外加.电压5V.比74LS160 74LS112 74LS00好的.而且 CD4069外围元件及少.如有需要我可以做给你.首先需要产生1hz 的信号，一般采用 CD4060对32768hz 进行14分频得到2hz，然后再进行一次分频。 （关于此类内容请参考数字电路书中同步计数器一章）(
2、原文件名:4060.JPG) 一种分频电路：(原文件名: 秒信号1.JPG) 采用 cd4518进行第二次分频另一种可以采用 cd4040进行第二次分频第三种比较麻烦，是对 1mhz 进行的分频(原文件名: 秒信号2.JPG) 介绍一下 cd4518：CD4518，该 IC 是一种同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为17和915。该计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚；9脚或10脚） ，4路 BCD 码信号输出（3脚6 脚；11脚14脚） 。此外还必须掌握其控制功能，否则无法工作。手册中给有控制功能的真值（又称功能表） ，即集成块的使用条件，如表2所示。从
3、表2看出，CD4518有两个时钟输入端 CP 和 EN，若用时钟上升沿触发，信号由 CP 输入，此时EN 端应接高电平“1”，若用时钟下降沿触发，信号由 EN 端输入，此时 CP 端应接低电平“0”，不仅如此，清零（又称复位）端 Cr 也应保持低电平“0”，只有满足了这些条件时，电路才会处于计数状态，若不满足则 IC 不工作。计数时，其电路的输入输出状态如表3所示。值得注意，因表3输出是二/十进制的 BCD 码，所以输入端的记数脉冲到第十个时，电路自动复位0000状态（参看连载五） 。另外，该 CD4518无进位功能的引脚，但从表3看出，电路在第十个脉冲作用下，会自动复位，同时，第6脚或第14
4、脚将输出下降沿的脉冲，利用该脉冲和EN 端功能，就可作为计数的电路进位脉冲和进位功能端供多位数显用。(原文件名:4518.JPG) (原文件名:4518 真值表.JPG) 这里将用 CD4518作为时钟的计数器七段译码器 cd4511：CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码 七段码译码器，特点如下：具有 BCD 转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的 CMOS 电路能提供较大的拉电流。可直接驱动 LED 显示器。(原文件名:4511.JPG) 数码管：(原文件名: 数码管2.JPG) 下面是一种数字钟的电路：(原文件名:数字钟.gif) 请注意一下这个电路
5、中进位的产生，仔细分析一下吧。但是制作时发现这个电路在小时进位时有时会有问题。可惜上学期比较忙，一直没有来得及解决，现在它在学校，等开学之后再研究一下。另外它的校时电路也需要改进。同时需要加入后备电池，电路比较简单，就不说了（我制作时手头没有纽扣电池，就只好用5号电池后备了，囧） 。另外一个数字钟的电路：（没有实际制作，但它的进位电路也很有意思）(原文件名: 数字钟2.jpg)555定时555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压
6、范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555定 时 器555定 时 器 成 本 低 ， 性 能 可 靠 ， 只 需 要 外 接 几 个 电 阻 、 电 容 ， 就 可 以 实 现 多 谐 振 荡 器 、单 稳 态 触 发 器 及 施 密 特 触 发 器 等 脉 冲 产 生 与 变 换 电 路 。 它 也 常 作 为 定 时 器 广 泛 应 用 于仪 器 仪 表 、 家 用 电 器 、 电 子 测 量 及 自 动 控 制 等 方 面 。 555 定 时 器 的 内 部 电 路 框
7、图 和外 引 脚 排 列 图 分 别 如 图 2.9.1 和 图 2.9.2 所 示 。 它 内 部 包 括 两 个 电 压 比 较 器 ， 三 个等 值 串 联 电 阻 ， 一 个 RS 触 发 器 ， 一 个 放 电 管 T 及 功 率 输 出 级 。 它 提 供 两 个 基 准 电压 VCC /3 和 2VCC /3 555 定 时 器 的 功 能 主 要 由 两 个 比 较 器 决 定 。 两 个 比 较 器的 输 出 电 压 控 制 RS 触 发 器 和 放 电 管 的 状 态 。 在 电 源 与 地 之 间 加 上 电 压 ， 当 5 脚悬 空 时 ， 则 电 压 比 较 器 C1
8、 的 同 相 输 入 端 的 电 压 为 2VCC /3， C2 的 反 相 输 入 端 的电 压 为 VCC /3。 若 触 发 输 入 端 TR 的 电 压 小 于 VCC /3， 则 比 较 器 C2 的 输 出 为 0， 可 使 RS 触 发 器 置 1， 使 输 出 端 OUT=1。 如 果 阈 值 输 入 端 TH 的 电 压 大 于 2VCC/3， 同 时 TR 端 的 电 压 大 于 VCC /3， 则 C1 的 输 出 为 0， C2 的 输 出 为 1，可 将 RS 触 发 器 置 0， 使 输 出 为 0 电 平 。 词 名 ： 555 timer 中 文 解 释 ：55
9、5定 时 器 缩 写 ： 来 历 ： 555 timer 555的 应 用 ： 555定 时 器（ 1） 构 成 施 密 特 触 发 器 ， 用 于 TTL 系 统 的 接 口 ， 整 形 电 路 或 脉 冲 鉴 幅 等 ； （ 2） 构 成 多 谐 振 荡 器 ， 组 成 信 号 产 生 电 路 ； 如 右 图 ， 振 荡 周 期 ： T=0.7（ R1+2R2） C （ 3） 构 成 单 稳 态 触 发 器 ， 用 于 定 时 延 时 整 形 及 一 些 定 时开 关 中 。 555应 用 电 路 采 用 这 3种 方 式 中 的 1种 或 多 种 组 合 起 来 可 以 组 成 各 种
10、实 用的 电 子 电 路 ， 如 定 时 器 、 分 频 器 脉 冲 信 号 发 生 器 、 元 件 参 数 和 电 路 检 测 电 路 、 玩 具 游戏 机 电 路 、 音 响 告 警 电 路 、 电 源 交 换 电 路 、 频 率 变 换 电 路 、 自 动 控 制 电 路 等 。 单 稳 态 电 路前 面 介 绍 的 双 稳 态 触 发 器 具 有 两 个 稳 态 的 输 出 状 态 和 ， 且 两 个 状 态 始 终 相 反 。 而单 稳 态 触 发 器 只 有 一 个 稳 态 状 态 。 在 未 加 触 发 信 号 之 前 ， 触 发 器 处 于 稳 定 状 态 ， 经 触 发后 ，
11、 触 发 器 由 稳 定 状 态 翻 转 为 暂 稳 状 态 ， 暂 稳 状 态 保 持 一 段 时 间 后 ， 又 会 自 动 翻 转 回 原来 的 稳 定 状 态 。 单 稳 态 触 发 器 一 般 用 于 延 时 和 脉 冲 整 形 电 路 。 单 稳 态 触 发 器 电路 的 构 成 形 式 很 多 。 图 9-29(a)所 示 为 用 555定 时 器 构 成 的 单 稳 态 触 发 器 ， R、 C 为 外接 元 件 ， 触 发 脉 冲 u1由 2端 输 入 。 5端 不 用 时 一 般 通 过 0.01uF 电 容 接 地 ， 以 防 干 扰 。下 面 对 照 图 9-29(b)
12、进 行 分 析 。 (1) 稳 态 接 通 电 源 后 ， 经 R 给 电 容 C 充 电 ，当 uc 上 升 到 大 于 时 ， 基 本 RS 触 发 器 复 位 ， 输 出 u0=0。 同 时 ， 晶 体 管 T 导 通 ， 使电 容 C 放 电 。 此 后 uc， 则 u0保 持 0状 态 。 电 路 将 一 直 处于 这 一 稳 定 状 态 。 (2) 暂 稳 态 在 t=t1瞬 间 ， 2端 输 入 一 个 负 脉 冲 ， 即u1)， 若 uc， 则 =1， =1， 基 本 RS 触 发 器 保 持 原 状态 ， u0仍 为 高 电 平 。 在 t=t3时 刻 ， 当 uc 上 升
13、略 高 于 时 ， =0， =1， 基 本 RS 触发 器 复 位 ， 输 出 u0=0， 回 到 初 始 稳 态 。 同 时 ， 晶 体 管 T 导 通 ， 电 容 C 通 过 T 迅 速放 电 直 至 uc 为 0。 这 时 =1， =1， 电 路 为 下 次 翻 转 做 好 了 准 备 。 输 出 脉 冲 宽 度tp 为 暂 稳 态 的 持 续 时 间 ， 即 电 容 C 的 电 压 从 0充 至 所 需 的 时 间 。 由 =(1-)得 由 上式 可 知 ： 改 变 R、 C 的 值 ， 可 改 变 输 出 脉 冲 宽 度 ， 从 而 可 以 用 于 定 时 控 制 。 在 R、 C
14、的 值 一 定 时 ， 输 出 脉 冲 的 幅 度 和 宽 度 是 一 定 的 ， 利 用 这 一 特 性 可 对 边 沿 不陡 、 幅 度 不 齐 的 波 形 进 行 整 形 。 多 谐 振 荡 器多 谐 振 荡 器 又 称 为 无 稳 态 触 发 器 ， 它 没 有 稳 定 的 输 出 状 态 ， 只 有 两 个 暂 稳 态 。 在 电路 处 于 某 一 暂 稳 态 后 ， 经 过 一 段 时 间 可 以 自 行 触 发 翻 转 到 另 一 暂 稳 态 。 两 个 暂 稳 态 自 行相 互 转 换 而 输 出 一 系 列 矩 形 波 。 多 谐 振 荡 器 可 用 作 方 波 发 生 器
15、。 图 9-30所 示 是由 555定 时 器 构 成 的 多 谐 振 荡 器 。 R1、 R2和 C 是 外 接 元 件 。 刚 接 通 电 源 时 ，uc=0， u0=1。 当 uc 升 至 后 ， 比 较 器 C1输 出 低 电 平 (=0)， 基 本 RS 触 发 器 置 0， 定 时器 输 出 u0由 1变 为 0。 同 时 ， 三 极 管 T 导 通 ， 电 容 通 过 R2放 电 ， uc 下 降 。 在 uc期 间 ， u0保 持 低 电 平 状 态 。 在 uc 下 降 至 以 后 ， 比 较 器 C2输 出 低 电 平 (=0 )， 使 触 发器 置 1， 输 出 u0由
16、0变 为 1。 同 时 三 极 管 T 截 止 ， 于 是 电 容 C 再 次 被 充 电 。 如 此 不 断重 复 上 述 过 程 ， 多 谐 振 荡 器 的 输 出 端 就 可 得 到 一 串 矩 形 波 。 工 作 波 形 如 图 9-30(b)所示 。 先看图1中的两个时钟电路，不用我说，相信读者一眼就可以看得出来，左边的那个是有源晶振电路，右边的是无源晶振电路。图1 两个时钟电路振荡器就是可以产生一定频率的交变电流信号的电路晶体振荡器，简称晶振，是利用了晶体的压电效应制造的，当在晶片的两面上加交变电压时，晶片会反复的机械变形而产生振动，而这种机械振动又会反过来产生交变电压。当外加交变
17、电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其它频率下的振幅大得附加外部时钟电路，一般是一个放大反馈电路，只有一片晶振是不能实现震荡的多，产生共振，这种现象称为压电谐。晶振相对于钟振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等） ，更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。如果把完整的带晶体的振荡电路集成在一块，可能再加点其它控制功能集成到一起，封装好，引几个脚出来，这就是有源晶振，时钟振荡器，或简称钟振。英文叫 Oscillator，而晶体则是 Crystal。可以说 Oscillator 是 Crystal 经过深加工的产品，而 Crystal
18、 是原材料。好多钟振一般还要做一些温度补偿电路在里面。让振荡频率能更加准确。相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。典型无源晶振电路图2是典型的无源晶振电路。图2 典型的无源晶振电路与晶振并联的电阻的作用与晶振并联的电阻 R4是反馈电阻，是为了保证反相器输入端的工作点电压在 VDD/2，这样在振荡信号反馈在输入端时，能保证反相器工作在适当的工作区。虽然去掉该电阻时，振荡电路仍工作了。但是如果从示波器看振荡波形就会不一致了，而且可能会造成振荡电路因工作点不合适而停振。所以千万不要省略此电阻。这个电阻是为了使本来为逻辑反相器的器件工作在线
19、性区，以获得增益，在饱和区是没有增益的， 没有增益是无法振荡的。如果用芯片中的反相器来作振荡，必须外接这个电阻，对于 CMOS 而言可以是1M 以上，对于 TTL 则比较复杂，视不同类型 (S，LS)而定。如果是芯片指定的晶振引脚，如在某些微处理器中，常常可以不加，因为芯片内部已经制作了，要仔细阅读 DATA SHEET 的有关说明。与晶振串联的电阻的作用和晶振的串联电阻（R3）常用来预防止晶振被过分驱动。晶振过分驱动的后果是将逐渐损耗减少晶振的接触电镀，这将引起频率的上升，并导致晶振早期失效。如何判断晶振是否被过分驱动？ 电阻 RS 常用来防止晶振被过分驱动。过分驱动晶振会渐渐损耗减少晶振的
20、接触电镀，这将引起频率的上升。可用一台示波器检测 OSC 输出脚，如果检测一非常清晰的正弦波，且正弦波的上限值和下限值都符合时钟输入需要，则晶振未被过分驱动；相反，如果正弦波形的波峰，波谷两端被削平，而使波形成为方形，则晶振被过分驱动。这时就需要用电阻 RS 来防止晶振被过分驱动。判断电阻 RS 值大小的最简单的方法就是串联一个5k 或10k 的微调电阻，从0开始慢慢调高，一直到正弦波不再被削平为止。通过此办法就可以找到最接近的电阻 RS 值。晶振两个引脚两个电容的作用这两个电容（C1，C2 ）叫晶振的负载电容，分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，一般在几十皮法。它会影响到晶振的谐振频率和输出
21、幅度，一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。晶振的负载电容=(Cd*Cg)/(Cd+Cg)+Cic+ C 式中 Cd，Cg 为分别接在晶振的两个脚上和对地的电容，Cic（集成电路内部电容）+ C（PCB 上电容）经验值为 3至5pf。 这两个电容串联的值是并联在谐振回路上的，会影响振荡频率。当两个电容量相等时，反馈系数是 0.5，一般是可以满足振荡条件的，但如果不易起振或振荡不稳定可以减小输入端对地电容量，而增加输出端的值以提高反馈量。时钟缓冲器（Clock Buffer）输出缓冲器的作用是加强时钟发生器的带负载能力，同时减少负载对时钟发生器的干扰和影响。时钟发生器可以选用芯片厂商的专用
22、 IC 来实现，也可以采用分立元件进行设计。图3是我公司在某款 Wi-Fi 产品的设计中采用的时钟缓冲电路。 CY-2308是双边、通用零延迟缓存器，可用在需要严格输入-输出及输出-输出斜率的各种时钟分配应用中。图3时钟缓冲器 CY-2308图4是我公司在另外一款产品的开发中设计的分立元件时钟缓冲电路，其中的 DNS 意思为 Design not Stuff。经实际产品检验，效果良好。图4 分立元件时钟缓冲电路时钟电路的 EMC 问题对于任何数字信号，绝大部分能量都集中在转折频率以下，而转折频率与其数字边沿的上升和下降时间有关，而与其时钟速率无关。滤波是最常用来降低信号波形的边缘速度的方法，也
23、就是在信号路径中加上5到15pF 的电容器，用以平缓信号的边缘速度。通常工程师会在电路设计中，靠近信号源头的位置，预留这些电容器的安装位置，到发生 EMI 问题时，再将电容器装置上去。若时钟电路采用串接式的终端电阻，滤波电容器装在电阻的两侧皆可，但为了获得最佳的信号终结与保持信号的完整性，滤波电容建议装在终端电阻之后靠信号来源的这一侧。时钟电路的端接电阻串行端接是通过在尽量靠近源端的位置串行插入一个电阻 RS（典型10 到75 ）到传输线中来实现的，如图5所示。串行端接是匹配信号源的阻抗，所插入的串行电阻阻值加上驱动源的输出阻抗应大于等于传输线阻抗（轻微过阻尼） 。图5 串行端接电阻这种策略通
24、过使源端反射系数为零从而抑制从负载反射回来的信号（负载端输入高阻，不吸收能量）再从源端反射回负载端。串行端接的优点在于：每条线只需要一个端接电阻，无需与电源相连接，消耗功率小。当驱动高容性负载时可提供限流作用，这种限流作用可以帮助减小地弹噪声。多负载的端接在实际电路中常常会遇到单一驱动源驱动多个负载的情况，这时需要根据负载情况及电路的布线拓扑结构来确定端接方式和使用端接的数量。一般情况下可以考虑以下两种方案。如果多个负载之间的距离较近，可通过一条传输线与驱动端连接，负载都位于这条传输线的终端，这时只需要一个端接电路。如采用串行端接，则在传输线源端加入一串行电阻即可，如图6所示。如采用并行端接（以简单并行端接为例） ，则端接应置于离源端距离最远的负载处，同时，线网的拓扑结构应优先采用菊花链的连接方式。图6 多负载端接如果多个负载之间的距离较远，需要通过多条传输线与驱动端连接，这时每个负载都需要一个端接电路。如采用串行端接，则在传输线源端每条传输线上均加入一串行电阻，如图 a 所示。如采用并行端接（以简单并行端接为例） ，则应在每一负载处都进行端接，如图 b 所示。时钟电路设计笔记
