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18新利最新登入数字时钟的工作原理

高级视图

这里是一个快速概述一个数字时钟的组件在一个较高的水平。

时钟的核心有一块可以生成一个精确的60赫兹(Hz,每秒振荡)信号。有两种方法可以生成这个信号:

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  1. 信号可以从60 hz振荡中提取正常电力线路。许多时钟,得到他们的权力从墙壁插座使用这种技术,因为它是便宜和容易。电源线上的60赫兹的信号是相当准确的。
  2. 可以使用生成的信号晶体振荡器。显然,任何电池的时钟或手表将使用这种技术。它需要更多的部件,但通常是更准确的。

60赫兹信号分割使用计数器。在构建自己的时钟,一个典型的TTL部分用是7490十进制计数器。这部分可以配置为除以任何数量2 - 10,并生成一个二进制数作为输出。所以你把60 hz时基,除以10,除以6,现在你有1 - hz(1每秒振荡)信号。这个1-Hz信号适合驾驶的“二手”部分显示。到目前为止,在框图钟看起来像这样:

看到秒,然后计数器的输出需要驱动显示。这两个计数器生产二进制数。除以10计数器产生0-1-2-3-4-5-6-7-8-9在其输出序列,除以6计数器时产生一个0-1-2-3-4-5在其输出序列。我们想要在一个叫做显示这些二进制数7-segment显示。7-segment显示有7个酒吧,打开不同的酒吧你可以显示不同的数字:

将二进制数字0到9之间适当的信号驱动7-segment显示器,你使用(适当命名的)“二进制数7-segment显示转换器”。This chip looks at the binary number coming in and turns on the appropriate bars in the 7-segment LED to display that number. If we are displaying the seconds, then the seconds part of our clock looks like this:

这个阶段的输出频率的振荡one-cycle-per-minute。你可以想象的分钟部分时钟看起来完全一样。最后,小时部分看起来几乎相同,除了除以6计数器被除以2计数器。

现在有两个细节留给找出如果您正在构建一个真正的时钟:

  • 时钟的设计在这里根本不明白12:59:59应该循环回一点。这是一个混乱的小问题,有两种方法来解决这个问题。一种技术涉及创建一点逻辑,可以探测到13号和复位回到1小时部分(不为零)。另一种方法涉及到使用一个加法器。就我们的目的而言,更容易在军事,因为军事时间包括一个零时。
  • 我们需要一种方法来设置时钟。通常这是由控制部分高于频率到分钟。例如,大多数时钟“快速”和“慢”设置按钮。当你按下“快速”按钮时,60赫兹的信号直接驱动分钟计数器。当你按下“慢”按钮,1 - hz信号驱动到分钟。可能有其他的技术,但这是最常见的。

现在让我们看看我们必须做些什么来建立一个真正的时钟!

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