[中学教育]cd4060

[中学教育]cd4060[中学教育]cd4060 cd4060 (一) 秒时钟信号的产生 1(振荡器 1) 晶体振荡器晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768,z的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。数字钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度。晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一信号。 2) 振荡电路如图2所示电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电...

[中学教育]cd4060 cd4060 (一) 秒时钟信号的产生 1(振荡器 1) 晶体振荡器晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768,z的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。晶体振荡器是构成数字式时钟的核心，它保证了时钟的走时准确及稳定。数字钟的精度主要取决于时间标准信号的频率及其稳定度。晶体具有较高的频率稳定性及准确性，从而保证了输出频率的稳定和准确因此，一般采用石英晶体振荡器经过分频得到这一信号。 2) 振荡电路如图2所示电路通过CMOS非门构成的输出为方波的数字式晶体振荡电路。这个电路中，CMOS非门U1与晶体、电容和电阻构成晶体振荡器电路，U2实现整形功能，将振荡器输出的近似于正弦波的波形转换为较理想的方波。输出反馈电阻R1为非门提供偏置，使电路工作于放大区域，即非门的功能近似于一个高增益的反相放大器。电容C1、C2与晶体构成一个谐振型网络，完成对振荡频率的控制功能，度相移，从而和非门构成一个正反馈网络，实现同时提供了一个180 了振荡器的功能。晶体XTAL的频率选为32768Hz。该元件专为数字钟电路而设计，其频率较低，有利于减少分频器级数。图2 晶体振荡电路框图 2(分频器电路 1) 分频器通常,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.时间标准信号的频率很高，要得到秒脉冲，需要分频电路。分频器实际上也就是计数器，为此电路输送一秒脉冲。 2) 分频器电路电路通常实现分频器的电路是计数器电路,一般采用多级2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. 这里用一个14级2进制计数器和一个1级2进制计数器。本次设计是运用了CD4060分频器进行分频，分频电路可提供512HZ和1024HZ的频率，在经CD4027分频器进行一分频，为此电路输送一秒脉冲。本设计中采用CD4060来构成14级分频电路。 CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。CD4060计数为14级2进制计数器，可以将32768Hz的信号分频为2Hz，CD4060的时钟输入端两个串接的非门，因此可以直接实现振荡和分频的功能。如图3所示，12号管脚R是复位清零端，高电平有效。在CP1(CP0)每个负变换计数器前进一个二进制数。图3 CD4060的管脚图 3(秒时钟信号产生的电路 1) 秒时钟信号振荡器是数字钟的心脏，它是产生时间标准“秒”信号的电路。为了制作简便，在精度要求不高的条件下，本系统中的振荡电路选用CD4060计数器和CD4027 双J-K触发器，经14级二进制串行计数/分频器分频，得到一秒钟的时钟脉冲。 2) JK触发器 R复位端,S置位端;R=0,S=1时Q=0;R=1,S=0时Q=1;正常工作时,R=1,S=1。在CP上升沿时,接收J、K信息,Q不变化;在CP下降沿时,根据接收到的J、K信息，Q变化。如表1所示。功能表1: J K Q n+1 说明 0 0 Q n 保持 0 1 0 清0 1 0 1 置1 1 1 Q n 翻转 3) 工作原理通常，数字钟的晶体振荡器输出频率较高，为了得到,,z的秒信号输入，需要对振荡器的输出信号进行分频。本电路由谐振频率为32768Hz的石英晶体震荡器、十四位二进制串行计数器/分频器和振荡器集成电路CD4060和双JK触发器CD4027组成。其中CD4060的10、11脚之间并接石英晶体和反馈电阻与其内部的反相器组成一个石英晶体振荡器。电路产生的32768Hz的信号经过内部十四级分频后由3脚，输出脉冲频率为2Hz，再通过一个二分频器分频就得到了1Hz的时钟信号，也就是1S。采用CD4060来构成分频电路。CD4060在数字集成电路中可实现的分频次数最高，而且CD4060还包含振荡电路所需的非门，使用更为方便。分频器采用JK触发器来完成分频功能输出秒脉冲。 4) 电路形成在本电路中CD4060只使用其16、12、11、10、8、3脚，其中16脚接电源正极12脚与8脚接地，10脚与11脚之间接石英晶体。电路产生的2Hz脉冲由3脚输出。CD4027为双JK触发器，其内部含有两个独立的JK触发器，本电路只使用第二个，其中16脚6脚(2J)5脚(2K)接电源，4脚(R2)7脚(S2)接地，3脚(CP2)输入2Hz脉冲信号，分频后的1Hz脉冲由1脚(Q2)输出。电路中的微调电容C2为频率校准电容，用来校准因各种因素造成的震荡频率偏差使电路输出准确的“秒”信号，另外CD4060的6脚5脚分别输出为512Hz和1024Hz,为报时电路提供音频信号。 5) 电路图秒脉冲发生器原理就是秒脉冲发生器经过晶振器稳压后，送到CD4060经其内部14级分频后得到2Hz的时钟脉冲，同时输出所需的512HZ和1024HZ频率后，在经CD4027一次分频器，进行分频，最后就可以得到1秒脉冲。如图4所示秒脉冲发生器框图。图4 秒脉冲发生器框图

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