数电电子时钟（555定时器，cd4518）-Toy模板网

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数电课设电子时钟 555定时器 cd4518 cd4011 cd4511

一、

1、设计题目：数字电子时钟
2、功能实现：
（1）用数码管显示小时、分、秒
（2）以24小时为一个周期
（3）具有校时的功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间

二、系统设计

数字时钟由振荡器、分频器、计数器、译码显示器、校时电路等组成。工作原理为555定时器产生1000Hz脉冲信号被送到1000级分频器（cd4518），分频电路将时标信号分成1Hz的方波信号，即“秒”信号。“秒”信号送入计数器（cd4518）进行计数，并将累计的结果以“时”“分”“秒”的数字显示出来。秒的显示由两级计数器和译码器组成的60进制计数器电路来实现，“分”的计数与译码显示电路与“秒”电路相同；“时”的计数是由两级计数器和译码显示器（cd4511）组成24进制来实现，所有的计时结果由6位共阴极数码管来显示。

数电电子时钟（555定时器，cd4518）

三、电路设计

1、555定时器产生1kHz电路

各个芯片的引脚及引脚作用大家自己动手上网查一下吧（其实是我懒得找了，嘿嘿）。

数电电子时钟（555定时器，cd4518）

其中，网络标签clk_out_1k就是555定时器输出的1kHz脉冲信号。

2、分频器

分频器主要有cd4518计数器串联来实现，串联三级来实现1000分频；CD4518是二、十进制（8421编码）同步加计数器，内含两个单元的加计数器。

具体电路图如下：

数电电子时钟（555定时器，cd4518）

EN接高电平VCC，第一个加法计数器（注意一个cd4518中有两个加法计数器）clock引脚接clk_out_1k,就是前面555定时器输出的1kHz脉冲信号，第二个加法计数器clock引脚接前一个加法计数器的Q4引脚，因为在二进制中从0加到9的过程中最高位只从0到1变换一次，所以Q4引脚每个周期会产生一个上升沿，刚好可以作为下一个加法计数器的时钟信号输入，同理，第三个加法计数器clock引脚接第二个加法计数器的Q4引脚，这样第三个加法计数器的Q4引脚输出的就是1Hz的方波信号了。

3、计数器

计数器也是由cd4518和cd4011（cd4011为四路双输入与非门）组成；‘秒’与 ‘分’的电路部分由两个加法计数器组成60进制来实现，而‘时’的部分由两个加法计数器组成24进制来实现，还是直接上电路图吧：

数电电子时钟（555定时器，cd4518）

先看秒钟个位部分（cd4518中有两个加法计数器，一个用于个位一个用于十位），clock/A引脚接的是前面分频电路部分输出的1Hz的方波信号；EN为使能引脚，接高电平（其实cd4518计数方式有上升沿计数和下降沿计数两种方式，本电路都是使用上升沿计数方式，若要使用下降沿计数需将clock引脚接低电平，由EN引脚输入时钟信号），s_ge_0、s_ge_1、s_ge_3、s_ge_3就是秒钟个位的二进制输出引脚，后面需接到译码器对应引脚来使数码管显示相应数字，RESET引脚为复位（清零）引脚（高电平复位），个位为十进制，直接将复位引脚接地就行；将s_ge_0和s_ge_3接到cd4011的A1和B1引脚，经与非门后作为秒钟十位的信号输入，即将cd4011的Y1引脚接到秒钟十位的信号输入引脚（clock/B），当s_ge_0和s_ge_3同时为1的时候（即输出十进制为9），Y1输出为0，当再来一个方波信号后，计数器清零，同时Y1输出变为1，产生一个上升沿，刚好可以作为十位的信号输入。同理可以将秒钟十位的进位信号作为分钟个位的信号输入，这里要注意秒钟的十位为6进制，只需将s_ge_0和s_ge_3替换s_sh_1和s_sh_2即可；秒钟十位6进制的实现是将s_sh_1和s_sh_2引脚分别接到cd4011的A4和B4引脚，由于此时Y4在s_sh_1和s_sh_2均为1的时候输出为0，其他情况均为1，前面我们说过只有RESET引脚为0时计数器才能正常计数，这与我们想要的结果想法，所以我们只需将Y4的引脚在取反一次就可以了，但我们只有双输入与非门，想一想我们怎么才能用与非门将Y4输出取反呢？自己动手试一下吧，这里就不赘述了。

分钟部分和秒钟部分电路基本相同，只不过分钟个位的信号输入为秒钟十位的进位信号提供，同时分钟十位的进位信号要作为小时个位的输入信号。

小时个位部分与秒钟的个位部分大体相同，只是输入信号变成由分钟十位的进位信号h_clk提供的了(图中小时个位部分信号引脚（clock/A）忘记连了，大家注意一下)，还有RESET/A不在直接接地了，因为要组成24进制，需将小时个位h_ge_2和h_sh_1作为双输入与非门的输入，同时需再次取反（至于原因前面秒钟个位已经讲过），然后将输出接到小时的个位和十位部分的复位引脚（RESET/A和RESET/B）。

4、译码器

译码器使用的是cd4511，直接上图：

数电电子时钟（555定时器，cd4518）

BT和LT引脚接高电平，LESTROBE引脚接地，至于为什么大家自行百度吧；VSS和VDD为供电引脚，A、B、C、D、E、F、G引脚分别接数码管的A、B、C、D、E、F、G引脚,DP引脚为小数点，这里用不到所以悬空了，将这个电路搭建6个，分别为秒钟个位，十位、分钟个位，十位和小时个位、十位；连线时注意对应引脚。

本电路的数码管为共阴极数码管，引脚图见下图：

数电电子时钟（555定时器，cd4518）