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晶振电路设计及案例分享
32768晶振电路图（一）
电路中，CD4069的门I和门II构成震荡频率为32768Hz的晶体振荡器。其输出经CD4069的门III整形后送至CD4040的端。CD4040的输出由二极管VD1~VD3置成分频系数为21+25+29=546，经分频后在输出端Q9上便可输出一个60Hz的时钟信号供给数字钟集成电路。图2a是另一种60Hz脉冲发生电路。
它由集成电路CD4060和谐振频率为30720Hz的晶振等元件组成。CD4060是14位二进制串行计数、分频器和振荡器。CD4060内部分为两部分，其中一部分是14级计数/分频器，其分频系数为16~16348；另一部分既可与外接电阻和电容构成RC振荡器，又可与外接晶体构成高精度的晶体振荡器。
本电路采用外接30720Hz的晶振来组成晶体振荡器，其振荡信号经CD4060内部9次分频后，在Q9端输出准确的60Hz频率信号（30720÷29=60Hz）。该电路与双阴型数字钟配用时，可采用图2b电路进行极性转换。VT1、VT2选用NPN型三极管，如9013、8050等，图中A端接正电源，B端接电源负端。
该电路与双阳型数字钟配用时，VT1、VT2选用PNP型三极管，如9012、8550等，图中A端接负电源，B端接电源正端。
32768晶振电路图（二）
555定时器构成多谐振荡的秒信号产生电路
555定时器是一种集模拟、数字于一体的中规模集成电路，其应用极为广泛。利用它可以很容易地接成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，秒信号产生电路就是选用555定时器构成多谐振荡器。原理图如下图1。
工作原理：
接通电源后，电容C被充电，当uc上升到2/3Vcc时，使uo为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到1/3VCC时，uo翻转为高电平。电容放电所需时间为：t2=R2Cln2≈0.7R2C；电容充电时间t1≈（R1+R2）Cln2≈0.7（R1+R2）C；波形如图2所示。
本例选用R1=R2=10KΩ，C选47µF。即可在输出端uo得到频率为1Hz的秒时钟信号。
本电路的优点是制作线路简单，成本不高，调节电阻R1可以调节频率，可调节占空比。缺点是由于占空比是可调的不是标准的方波，波形失真较大，且频率的稳定性差。适用于频率精度要求不高的工作场所。
32768晶振电路图（三）
石英晶体主要成分是二氧化硅，它的物理化学性质十分稳定，Q值很高，可达104～106，选频特性非常好，构成的振荡器电路有一个极为稳定的串联谐振频率。电路的振荡频率取决于石英晶体的振荡频率。本例用二级反相器与石英晶体组成多谐振荡器。电路如图3示。R1、R2的作用是使U1A、U1B工作在线性放大区，C1的作用是正反馈耦合，晶振的作用是选频。本例的选用的晶振频率是10.000000 MHz的晶片。因此本振荡器的频率为10.000000 MHz。
要获得1 Hz的秒信号必须要对10 MHz的晶振信号进行多次分频，本例是采用74LS390 双十进制计数器进行分频，图4是石英晶体构成的分频秒信号电路。
本电路的显著优点是频率稳定性极好，可达1.000000 Hz的精确度，若想得到高的频率稳定度，可采用辅助温度补偿电路，10.0 MHz的频率稳定度可达到1-2个PPm，且波形失真小。该电路的唯一缺点是线路稍复杂，制作成本略高。适用于对秒信号要求十分严格的电路中，如高精度数字式频率计中的计数闸门。
32768晶振电路图（四）
14级二进制串行计数器/分频器CC4060由两部分组成，一部分是14级分频器，另一部分是振荡器。振荡器外接用电子表的石英晶体，构成频率为32768 Hz（=215）的振荡器，32768 Hz经过CC4060十四级分频后为2 HZ，再经过一个D触发器组成的T’触发器二分频，就得到1 HZ秒信号，D触发器选用74 LS74。电路如图5所示。其中R2为直流负反馈电阻，使CC4060内部与非门工作于传输特性的线性转折区，本例取2 MΩ。C6，C7用于稳定振荡，本例取100 pF。R1C5组成上电复位电路，在接通电源瞬间产生一个微分脉冲，使CC4060输出清0，分别取10 kΩ、10 µF。
本方案电路的优点是电路简单，制成容易，成本较低，且频率的准确度也较好。可作为时钟电路的秒信号源，但其频率稳定度不及上一种电路。
32768晶振电路图（五）
用单片机产生标准秒信号的优点是硬件电路简单，可靠性好，输出波形好，且频率稳定度与晶体相同。
但由于是利用单片机内部的计数器进行自动计数器，且必须靠“中断”服务程序来实现秒信号的生成，由于CPU对中断响应时间的不确定性的关系，因而每个秒周期均存有数微秒的时间延迟，倘若对其进行适当的软件补偿并反复进行修正调试，也可使延迟时间减至最小，从而也可获得更加精确的秒信号，且可获得晶振级的频率稳定度。
用单片机产生标准秒信号的电路很简单，凡是具有“定时/计数”功能的单片机均可胜任，现以AT89C2051单片机为例，其硬件电路如图6所示。
电路组成说明：由C1R1组成单片机上电复位电路，由C2C3和6.000 MHz晶体组成单片机时钟振荡电路，由R2Q1Q2R3R4和C4组成秒信号输出电路，单片机的P3.4（T0）口用作定时器。AT89C2051实现秒信号输出的汇编程序如下：
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