CD4033,CD4518数字电子钟电路图.doc
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1、CD4033,CD4518数字电子钟电路图CD4033,CD4518数字电子钟电路图,Digital electronic clock1.电路原理图电路如图所示。与那些用专用的数字电子钟集成电路不同,电路采用了CD4000系列的CMOS集成电路制作,其特点是走时精确、省电(用4节5号电池供电)、时间调整方便。2.数字电子钟计数原理电路由时钟脉冲电路、分/小时计数电路、时间显示电路、时间调整电路4部分组成;电路原理框图如下图所示。电路电源为5V,采用4节5号充电电池供电。时钟脉冲电路输出周期为1s的脉冲信号。电路采用了频率为1MHz的有源晶体振荡器IC1,它体积小巧并具有很高的精度;其封装为4脚
2、矩形排列,有两个电源引脚、一个输出引脚及一个空置的引脚,管脚接线如图1中所示。它的误差为5ppm;理论上说每天计时误差不超过1秒钟。该振荡器供电电压为正5V,故电路采用4节5号充电电池供电。电路通过3个4518集成电路中的6组10分频电路,把1MHz的脉冲变成1Hz脉冲信号。分/小时计数电路实际上分别是60分频和24分频电路,采用4040集成电路组成6分频电路和24分频电路实现。这里的6分频电路从10分钟计数器的输入端取计时脉冲信号,以实现60分钟向小时进位的功能。当分钟计时到了60分钟的时候,向小时计数器IC发出加1的计数脉冲信号;在小时加1的同时,分钟计数器归零。这样从显示的结果来看,分钟
3、显示范围是从0分到59分。小时显示器的进位单位是24小时;每到23小时59分钟时,再加1分钟则变成0小时0分。3.数码管节电措施时间显示电路由4只CD4033计数/译码/驱动IC与4只配套的CD5011系列的数码管组成。数码管的驱动方式有动态和静态两种;采用动态驱动的每个段码驱动电流平均为15mA;采用静态驱动一般在1020mA。这样,按照每个数码管显示数字时平均为5个段码计算,驱动电流为50100mA。4个数码管的电子钟需要300rnA的电流驱动,如果用5号充电电池供电仅可用半天;所以目前的LED数字电子钟大多采用交流供电。电路的设计目标是用5号电池充电一次使用半个月;为此,电路采用了多种节
4、电措施。首先是采用了超高亮度的数码管。这种数码管仅仅用1mA的驱动电流。就可以发出普通数码管用20mA电流相同的亮度;当使用20rnA电流时,发出的光亮足以保证在室外阳光下正常显示。有关超高亮度LED的发光效率的具体数据,有兴趣的读者可以在网络等文献中查阅。第二是采用了小时与分钟每秒钟交替显示一次的措施;即把一秒钟分成两段,“分钟”和“小时”各显示一段时间,当分钟显示时小时熄灭。小时显示时分钟熄灭。电路从IC4的5脚取出1Hz的秒信号。其占空比为0.4;用门4、门5、门6将相位调整到每秒钟分钟显示0.6秒、熄灭0.4秒;小时显示04秒,熄灭0.6秒。第三是采用了CD4033的零消隐功能,也就是
5、当十位的数字为零时,该位数码管不亮;举例来说,当前时间为8时6分,不显示08时06分,而显示8时6分。最后一项措施是显示的亮度受环境光线强弱的控制,当夜晚室内光线较暗时,数码管自动降低亮度。具体做法是每只数码管通过一个光敏电阻接地。光敏电阻可用5的,阻值用亮电阻小于5k的5606或者5516;如果不知道型号,应采用亮电阻最小的那一挡。采用了上述节电措施后,效果如何评估呢?超高亮度LED数码管耗电为普通数码管的十分之一,轮流显示措施节电一半,零位不亮耗电约为原来的70,夜间降低亮度使耗电为原来的60;整机耗电的平均电流为8mA;耗电为原来的百分之二,大大延长了电池使用时间。4.时间调整电路时间调
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