數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計

1、數(shù)字電子鐘邏輯電路設(shè)計計算機(jī)與信息工程學(xué)院 2012級 通信31班 xxx 201211xxxx指導(dǎo)教師 xxxx 教師 摘要 本文提供了數(shù)字電子鐘邏輯電路的設(shè)計思路，主要應(yīng)用74LS160芯片的清零、置數(shù)和進(jìn)位端的進(jìn)位輸出等作用來實現(xiàn)數(shù)字鐘的設(shè)置和運行。原理是用十進(jìn)制和的加法計數(shù)器實現(xiàn)時鐘的計時功能等。關(guān)鍵詞 74LS160芯片；二十四進(jìn)制；六十進(jìn)制；1. 設(shè)計任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)和要求1.1 實驗設(shè)計的任務(wù)： 使用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計一臺能顯示時、分、秒的數(shù)字電子鐘。1.2 主要技術(shù)指標(biāo)： 時間以24小時為一個周期；顯示時，分，秒；有校時功能，可以分別對時、分、秒進(jìn)行單獨校時，使其校正到標(biāo)

2、準(zhǔn)時間；計時過程具有報時功能，當(dāng)時間到達(dá)整點時進(jìn)行蜂鳴報時（我們使用的是流水燈）.1.3 實驗要求： 1.由555定時器產(chǎn)生1Hz的標(biāo)準(zhǔn)秒信號。 2.秒、分為0059 六十進(jìn)制計數(shù)器。 3.時為0023 二十四進(jìn)制計數(shù)器。 4.可以手動校正：能分別進(jìn)行秒、分、時的校正。只要將開關(guān)置于手動位置， 可分別對秒、分、時進(jìn)行手動脈沖輸入調(diào)整或連續(xù)脈沖輸入的校正。2. 工作原理和基本組成 數(shù)字電子鐘由以下幾部分組成：石英晶體振蕩器和分頻器組成的秒脈沖發(fā)生器；校時電路；六十進(jìn)制秒、分計數(shù)器及二十四進(jìn)制計時計數(shù)器，以及秒、分、時的譯碼顯示部分等。 “秒計數(shù)器”采用2片74LS160十進(jìn)制芯片、1片74LS0

3、4非門芯片和1片74LS00與非門芯片組成60進(jìn)制計數(shù)器，每累計60秒，發(fā)出一個“秒脈沖”信號。 “分計時器”與秒計時器相同，用2片74LS160十進(jìn)制芯片、1片74LS04非門芯片和1片74LS00與非門芯片組成60進(jìn)制計數(shù)器，每累計60分，發(fā)出一個“時脈沖”信號。從分計數(shù)器輸出的該信號將被送到“時計數(shù)器”?！皶r計數(shù)器”采用24進(jìn)制計時器，也是由2片74LS160和1片74LS00芯片以及1片74LS04芯片采用清零法連接而成。譯碼顯示電路部分將“時”、“分”、“秒”、計數(shù)器的輸出狀態(tài)送到七段顯示譯碼器譯碼,通過七段LED譯碼管顯示出來的。CPEP ET工作狀態(tài)0 置零上升沿10 預(yù)置數(shù)11

4、0 1保持11 0保持上升沿111 1計數(shù) 圖2 74LS160管腳功能 圖3 74LS160引腳圖 3, 電路總體說明圖4 總電路圖時間計數(shù)單位有時計數(shù)，分計數(shù)和秒計數(shù)等幾個部分。時計數(shù)單位一般為24進(jìn)制計數(shù)器計數(shù)，其輸出為兩位8421BCD碼形式；分計數(shù)和秒計數(shù)單位為60進(jìn)制計數(shù)器，其輸出也為8421BCD碼。3.1 秒位的設(shè)置秒個位計數(shù)單位為10進(jìn)制計數(shù)器，無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將co進(jìn)位輸出與下一片74LS160的CP1通過非門相連接。CP0（上跳動沿有效）與1HZ秒輸入信號相連，使能端都接高電平。秒十位計數(shù)單元為6進(jìn)制計數(shù)器，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換。將十進(jìn)制計數(shù)器轉(zhuǎn)換為6進(jìn)制器的電路連接，其中Q1

5、和Q3接到與非門的輸入端，輸出端接第二片芯片的置數(shù)端（LD低電平有效）。同時將置數(shù)端的信號接到第三片芯片的CP上。3.2 分位的設(shè)置 與秒位相同都為六十進(jìn)制的計數(shù)器，所以連接方式與秒位設(shè)置的相同。3.3 時位設(shè)置 時個位計數(shù)單元電路結(jié)構(gòu)仍與秒或分個位計數(shù)單元相同，但是要求整個時計數(shù)單元應(yīng)為24進(jìn)制計數(shù)器。即時個位計數(shù)單元的Q3端與時計數(shù)器的十位端的Q2接到與非門的輸入端，與非門的輸出端接到時計數(shù)器的十位端的清零端。,便接成了一個二十四進(jìn)制的計數(shù)器。3.4 整點報時電路設(shè)置分的個位為9時，分的十位為5時，秒的十位為5時，時鐘進(jìn)行整點報時，流水燈亮。流水燈亮10秒。在面包板上連接電路，并調(diào)試電路。

6、（注意：一部分一部分的測試電路，看是否實現(xiàn)功能），功能都實現(xiàn)后進(jìn)行整體電路的測試。該電路的總體實現(xiàn)的功能是計數(shù)，報時和校正。通過上面的實驗基本上實現(xiàn)了這些功能。4. 小結(jié)本次實驗，通過對數(shù)字電子鐘的邏輯電路的設(shè)計，理解了74LS160、74LS00、74LS04和74LS20芯片的功能，和這些芯片的作用，也學(xué)會了用兩個芯片實現(xiàn)進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換。在最初做實驗時，由于沒有檢查面包板的質(zhì)量，忽略了面包板的問題導(dǎo)致了實驗初期的失敗，但在最后發(fā)現(xiàn)了問題，更換了新的面包板后使我們組的實驗進(jìn)行了起來。實驗過程中遇到了好多連線的問題，在布置地線和5V電壓線時，不慎把兩線接到了一起，導(dǎo)致電路沒辦法運行，而且電線發(fā)燙，經(jīng)過認(rèn)真的檢查，最后解決了這一系列的問題，最后使數(shù)字鐘電路得以實現(xiàn)。老師的耐心講解，使我對不清晰的的知識點及時得到補(bǔ)充，使得實驗進(jìn)行的更加順利。這次的數(shù)電課設(shè)使我學(xué)到了很多在課本上學(xué)不到的知識，也提高了我的動手能力，通過這次的課設(shè)，了解了與伙伴合作也是實驗進(jìn)展順利的關(guān)鍵，為以后的實驗打下堅固的基礎(chǔ)。對老師的指導(dǎo)致以衷心的感謝！參考文獻(xiàn)1閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.北京：高等教育出版社，1