數(shù)字時(shí)鐘畢業(yè)設(shè)計(jì)匯總

1、邢臺(tái)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文摘 要數(shù)字鐘我們聽到這幾個(gè)字，第一反應(yīng)就是我們所說的數(shù)字，不錯(cuò)數(shù)字鐘就是以數(shù)字顯示取代模擬表盤的鐘表，在顯示上它用數(shù)字反應(yīng)出此時(shí)的時(shí)間，相比模擬鐘能給人一種一目了然的感覺，不僅如此它還能同時(shí)顯示時(shí)、分、秒。而且能對(duì)時(shí)、分、秒準(zhǔn)確校時(shí)，這是普通鐘所不及的。與此同時(shí)數(shù)字鐘還能準(zhǔn)確定時(shí)，在你所規(guī)定的時(shí)間里準(zhǔn)確無誤的想你發(fā)出報(bào)時(shí)聲音，提醒你在此時(shí)所需要去做的 事 。關(guān)鍵字：數(shù)字鐘校時(shí)時(shí)間顯示定時(shí)目 錄緒 論 ：.11.設(shè) 計(jì) 目 的 .12.設(shè) 計(jì) 功 能 要 求 .13.電 路 設(shè)計(jì) .23.1 設(shè)計(jì) 方 案 .23 . 2 單 元 電 路 的 設(shè) 計(jì) .23.2. 1

2、主 體 電 路 部 分 .23.2.1.1振 蕩 電 路 .23.2.1.2計(jì) 數(shù) 電 路 .63.2.1.3校 時(shí) 電 路 .123.2.1.4譯 碼 與 顯 示 電 路 .133. 2. 2 擴(kuò) 展 功 功 能 電 路 的 設(shè) 計(jì) .153. 2. 2. 1 自 動(dòng) 報(bào) 整 點(diǎn) 時(shí) 數(shù) 電 路 .154.1 主 體 電 路 部 分 .174.2 擴(kuò) 展 電 路 部 分 .175.總 結(jié).18參 考 文 獻(xiàn) .18致 謝 .19緒 論 ：我們每天都要用到時(shí)鐘。二十世紀(jì)八十年代中國的鐘表業(yè)經(jīng)歷了一場翻天覆地的大轉(zhuǎn)折。其表現(xiàn)在三個(gè)方面：（ 1）從生產(chǎn)機(jī)械表轉(zhuǎn)為石英電子表；（ 2）曾占據(jù)中國消費(fèi)市

3、場四十多年的大型國有企業(yè)突然被剛剛冒起的“組業(yè)”所取代，鐘表生產(chǎn)中心轉(zhuǎn)向中國南方沿海一帶；（ 3）數(shù)字鐘被廣泛用于個(gè)人家庭,車站, 碼頭、辦公室等公共場所,成為人們?nèi)粘Ｉ钪械谋匦杵?。由于?shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的廣泛應(yīng)用,使得數(shù)字鐘的精度,運(yùn)用超過老式鐘表, 鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地?cái)U(kuò)展了鐘表原先的報(bào)時(shí)功能。諸如定時(shí)自動(dòng)報(bào)警、按時(shí)自動(dòng)打鈴、時(shí)間程序自動(dòng)控制、定時(shí)廣播、自動(dòng)起閉路燈、定時(shí)開關(guān)烘箱、通斷動(dòng)力設(shè)備、甚至各種定時(shí)電氣的自動(dòng)啟用等，所有這些，都是以鐘表數(shù)字化為基礎(chǔ)的。因此，研究數(shù)字鐘及擴(kuò)大其應(yīng)用，有著非?，F(xiàn)實(shí)的意義 。1. 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)一種多功能

4、數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有基本功能和擴(kuò)展功能兩部分。其中，基本功能部分的有準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分、秒的時(shí)間和校時(shí)功能。擴(kuò)展功能部分則具有：自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)的功能。數(shù)字鐘的電路也是由主體電路和擴(kuò)展電路兩部分構(gòu)成，在電路中，基本功能部分由主體電路實(shí)現(xiàn)，而擴(kuò)展功能部電路實(shí)現(xiàn)。這 兩部 分 都 有 一 個(gè) 共 同 特 點(diǎn)就 是 它 們 都 要 用到 振蕩 電 路 提 供 的 1Hz 脈沖信號(hào)。在計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路還可以進(jìn)行校時(shí)和校分，為了使電路簡單所設(shè)計(jì)的電路不具備校秒的功能。并且要用數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒，各位均為兩位顯示，擴(kuò)展部分要有相應(yīng)的響應(yīng)電路。2. 設(shè)計(jì)功能要求基本功能：（ 1）時(shí)的計(jì)時(shí)要求為

5、“12 翻 1”，分和秒的計(jì)時(shí)要求為 60 進(jìn)制（ 2）準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)，分，秒的時(shí)間（ 3）校正時(shí)間擴(kuò)展功能：自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)3. 電路設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)方案1根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先建立了一個(gè)多功能 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，框圖如圖 1所示。時(shí)顯示器分顯示器秒顯示器時(shí)譯碼器分譯碼器秒譯碼器時(shí)計(jì)數(shù)器分計(jì)數(shù)器秒計(jì)數(shù)器校時(shí)電路整點(diǎn)報(bào)時(shí)振蕩器分頻器主體電路擴(kuò)展電路圖 1由圖 1 可知，電路的工作原理是：多功能數(shù)字鐘電路由主體電路和擴(kuò)展電路兩大部分組成。其中主體電路完成數(shù)字鐘的基本功能，擴(kuò)展電路完成數(shù)字鐘的擴(kuò)展功能。振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的振源，再經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿 60

6、 后向分計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì)滿 60 后向小時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位并且小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“12 翻 1” 的規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒。擴(kuò) 展電路必須在主體電路正常運(yùn)行的情況下才能進(jìn)行擴(kuò)展功能。3.2 單元電路的設(shè)計(jì)數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì)方法很多種，例如，可用中小規(guī)模集成電路組成電子鐘；也可以利用專用的電子鐘芯片配以顯示電路及其所需要的外圍電路組成電子鐘；還可以利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)電子鐘等。在本次設(shè)計(jì)，電路是由許多單元電路組成的，因此首先必須對(duì)各個(gè)單元電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2.1主體電路部分主體電路部分的電路主要由振蕩電路、計(jì)數(shù)電路、顯示電路以及校時(shí)電路四大部

7、分組成。下面將對(duì)各部分電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2.1.1振 蕩 電 路2振 蕩 電 路 由 振 蕩 器 和 分頻 器 產(chǎn) 生 1Hz 時(shí)鐘 脈 沖 和 擴(kuò) 展 部分 所需的頻率，下面對(duì)振蕩器和分頻器兩部分進(jìn)行介紹。（ 1）振蕩器數(shù)字電路中的時(shí)鐘是由振蕩器產(chǎn)生的。振蕩器的穩(wěn)定度及頻率的精度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，一般來說，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。它 利用某種反饋方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。對(duì) 數(shù)字電路 來 說 ， 振 蕩 器 的 輸出 的 幅度 范 圍 為 0v 5v 的 方 波 信 號(hào) 而 不是 鋸齒波、三角波或其他形式。典 型的振蕩器是弛豫振蕩器，它通過一個(gè) RC網(wǎng)絡(luò)將反相器的輸出反饋回來并存在

8、一定的工作延遲時(shí)間。基本的電路如A圖 2 所示。A12127404R 17404R 2C圖 2在上述電路中，RI-C 網(wǎng)絡(luò)由第一個(gè)反相器驅(qū)動(dòng)，具有 RC特性曲線的響應(yīng)信號(hào)被反饋給反相器的輸入。當(dāng)電容上的電壓達(dá)到施密特觸發(fā)器輸入反相器的門限電壓的時(shí)候，反相器的狀態(tài)發(fā)生改變，并輸出一個(gè)新的電壓值。這個(gè)輸出電壓經(jīng)過一定的延遲時(shí)間再次通過 RIC反饋回來，直到電容電壓再次達(dá)到門限電壓為止。用施密特觸發(fā)器輸入器件（如 74HC04），但是由于電容的參考電壓在每個(gè)臨界點(diǎn)都要發(fā)生變化，所以施密特觸發(fā)器不是必需的。由于電容與輸出相連，每次狀態(tài)改變時(shí)，電容的充電電壓會(huì)超過5V。從 這一點(diǎn)來說，輸出電壓會(huì)改變電容

9、的充電電壓，直到電容兩端的電壓變?yōu)?74HC04 的門限電壓（2.5V ）為止。振蕩器輸出狀態(tài)的改變發(fā)生在電容上的電壓達(dá)到 2.5V 時(shí)。在設(shè)計(jì)中所用的振蕩器的電路圖如圖 3 所示。該電路能產(chǎn)生 1MHz 的 方 波 脈 沖 振 蕩 信號(hào) 。31MHZ5-25pFAAA 7404121212740474041K0.01uF圖 3（ 2）分頻器分頻器的作用是將由石英晶體產(chǎn)生的高頻信號(hào)分頻成基時(shí)鐘脈沖信號(hào)和擴(kuò)展部分所需的頻率。在此電路中，分頻器的功能主要有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)；二是功能擴(kuò)展電路所需的信號(hào)，如 仿 電 臺(tái) 用 的 1KHz 的 高 頻 信 號(hào)和 500Hz 的 低 頻 信 號(hào)

10、等 . 在此 電 路 中作為分頻器的元件是:CD4518 。CD4518 可以組成二分頻電路和十分頻電路。用 CD4518 組成二分頻的電路如圖 4；用 CD4518 組成十分頻的電路如圖 5；在本次設(shè)計(jì)中所用的分頻器的電路圖如圖 6。電 路經(jīng)過十分頻后將晶振來的 1MHz 的 振蕩 脈 沖 變 為 1Hz 的脈 沖信 號(hào) ， 該 信 號(hào) 作 為 計(jì) 數(shù) 器 的計(jì) 數(shù)脈沖使用。Q 4Q1輸 出ENQ 4輸 入輸 入Cr CP輸 入Cr CP輸 出清 零圖4圖541MHZ AAA232ENQ032ENQ03ENQ0141414CKQ1CKQ1CKQ1555Q2Q27Q276766CLRQ3CLR

11、Q31KHZCLRQ310HZ4518100KHZ45184518AAA2Q032ENQ032EN3EN4141Q01Q1CKQ1CK4CK55Q1Q2Q2576767Q21HZ6CLRQ310KHZCLRQ3100HZCLRQ3451845184518圖 6輸 入輸 出CKCREN上 升 沿LH加 計(jì) 數(shù)LL上 升 沿加 計(jì) 數(shù)下 降 沿LXXL上 升 沿保上 升 沿LL持HL下 降 沿XLX全 為 L5上表:CD4518的功能表振蕩器和分頻器兩部分構(gòu)成振蕩電路，它的電路圖如圖 7所示。根據(jù)圖 7可知電路的工作原理是：石英晶體振蕩器提供的頻率為 1MHz， CD4518 組 成 十 分 頻

12、電路 。 并 且 一 個(gè) CD4518 可以 組 成 兩個(gè)十分頻電路即：CD4518 的引腳 2 與引腳 6 組成一個(gè)十分頻電路而引腳 10 與引腳 14 組成另一個(gè)十分頻電路。晶振的輸出接入第一塊 CD4518 的 輸 入 引 腳 2， 經(jīng) 過一 次 十分 頻 ， 頻 率 變 為 100KHz 。 輸出引腳 6 接入同一塊 CD4518 的引腳 10 經(jīng)第二次分頻，頻率變?yōu)?0KHz 。 輸 出 引 腳 接 人 第 二塊 CD4518 的 輸 入 引 腳 2 再 經(jīng)一 次 分 頻 ，頻 率 變 為 1KHz 。 這 樣 經(jīng)過 六 次分 頻 最 后 可 以 得 到 1Hz 的 頻率 。1 MH

13、Z5 -2 5 pFAAA7 4041212121 K7404740 40.0 1 uFAAA2ENQ032ENQ032ENQ03141414CKQ1CKQ1CKQ1555Q2Q2Q2767676CLRQ3CLRQ3CLRQ31 KHZ1 0HZ4 5181 00 KHZ451 84518AAA2ENQ032ENQ032ENQ03141414CKQ1CKQ1CKQ1555Q2Q2Q27676761 HZCLRQ3CLRQ3CLRQ31 0KHZ100HZ4 518451 84518圖 73.2.1. 2計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)器是一種計(jì)算輸入脈沖的時(shí)序邏輯網(wǎng)絡(luò)，被計(jì)數(shù)的輸入信號(hào)就是時(shí)序網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘脈沖，它不

14、僅可以計(jì)數(shù)而且還可以用來完成其他特定的邏輯功能，如測量、定時(shí)控制、數(shù)字運(yùn)算等等。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和“12 翻 1”計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)可以用反饋清零法。當(dāng)計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)進(jìn)位脈沖到來時(shí)，反饋6信號(hào)將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模的循環(huán)計(jì)數(shù)。以六十進(jìn)制為例，當(dāng)計(jì)數(shù)器從 00，01，02， ，59 計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門不起作用，只有當(dāng)?shù)?60 個(gè)秒脈沖到來時(shí)，反饋信號(hào)隨即將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)模為 60 的循環(huán)計(jì)數(shù)。下面將分別介紹 60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器和“12 翻 1”小時(shí)計(jì)數(shù)器。（一）60 進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路如圖 8所示2198291111A81AB

15、C D74LS92_2B C D74LS90_5Q Q QQQQQQ)12A B1212A B(K K(K K000099R RC CRRRRC C674123674111GND+5VGND+5V圖 8電路中，74LS92 作為十位計(jì)數(shù)器，在電路中采用六進(jìn)制計(jì)數(shù)； 74LS90 作為個(gè)位計(jì)數(shù)器在電路中采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)。當(dāng) 74LS90 的 14 腳 接 振 蕩 電 路 的 輸 出脈 沖 1Hz 時(shí) 74LS90 開始 工 作 ，它 計(jì)時(shí) 到 10 時(shí)向十位計(jì)數(shù)器 74LS92 進(jìn)位。下面對(duì)電路中所用的主要元件及功能介 紹 。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS9074LS90是二五十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它有兩個(gè)時(shí)鐘輸

16、入端CKA和 CKB。其 中，CKA和 Q0組成一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；CKB和 Q3Q2Q1組成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若將 Q0與 CKB相連接，時(shí)鐘脈沖從 CPA輸入，則構(gòu)成了 8421BCD 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS90 有兩個(gè)清零端 R0（1）、R0（ 2），兩個(gè)置 9 端 R9（1）和 R9（ 2），其 BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如表 1，二五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如表 2，74LS90 的管腳圖如圖 9。72R0(1)3R0(2)612R9(1)QA79R9(2)QB8QC1411CKAQD1CKB74LS90圖 9表 1BCD 碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序表 2二五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序CKQDQCQBQACKQAQBQ

17、CDQ0000000000異1000110001步2001020010計(jì)3001130011數(shù)4010040100器50101510007601106100147011171010L8100081011S991001911002所謂異步計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器內(nèi)各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不是來自于同一外接輸入時(shí)鐘信號(hào)，因而觸發(fā)器不是同時(shí)翻轉(zhuǎn)。這種計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度慢。一 異步計(jì)數(shù)器 74LS92 是 二六十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即 CKA和 Q0組成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CKB和 Q3Q2Q1在 74LS92 中為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng) CKB和Q0相連，時(shí)鐘脈沖從 CKA輸入，74LS92 構(gòu)成十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS92 的管腳

18、圖如圖 10。86R0(1)QA12711R0(2)QB9QC148CKAQD1CKB74LS92圖 10（二） “12 翻 1”小時(shí)計(jì)數(shù)器電路（1）電路如圖 11所 示311U9AU10D 74LS 007 4LS 001256+ 5 vQQ474LS 74ASDC D12D3CLK5 4U 9 B6R 13. 3K+ 5V12133267QQQ0Q1274LSP P P P1150191474LS00G N D11323R TC CL/UD3PLCCKE4 511C P98U 8 D74LS 04圖 11“12 翻 1”小時(shí) 計(jì)數(shù)器是按照“010203040506 0708 0910 11

19、 1201”規(guī) 律計(jì)數(shù)的，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表 3 所示。9表 3“12 翻 1”小時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)序十 位個(gè) 位十位個(gè) 位CKQ10Q03 Q02 Q01 Q00CKQ10Q03 Q02 Q01 Q00000000801000100001901001200010010103000111010000400100111000150010112100106001101300001700111（二）電路的工作原理由表可知：個(gè)位計(jì)數(shù)器由 4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器 74LS191 構(gòu)成，十位計(jì)數(shù)器由雙 D觸發(fā)器 74LS74 構(gòu)成 ，將它們組成 “12翻 1”小時(shí)計(jì)數(shù)器。由表可知：計(jì)數(shù)器的狀態(tài)要發(fā)生 兩次

20、跳躍：一是：計(jì)數(shù)器計(jì)到 9，即個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為 Q03Q02Q01Q00 =1001 后，在下一計(jì)數(shù)脈沖的作用下計(jì)數(shù)器進(jìn)入暫態(tài) 1010，利用暫態(tài)的兩個(gè) 1即 Q03Q01使個(gè)位異步置 0，同時(shí)向十位計(jì)數(shù)器進(jìn)位使 Q10 =1 ；二是計(jì)數(shù)到 12 后，在第 13 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖作用下個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)應(yīng)為 Q03Q02Q01Q00 =0001 ，十位計(jì)數(shù)器的Q10 =0 。第二次跳躍的十位清“0”和個(gè)位置“1”的輸出端 Q10、Q01、 Q00來產(chǎn)生。對(duì)電路中所用的主要元件及功能介紹。 D觸發(fā)器 74LS74在電路中用到了 D觸發(fā)器 74LS74 ，74LS74 的管腳圖如圖 12。4APRE25

21、D74LS74Q3CLKCLRQ6110圖 12下面將介紹一些有關(guān)觸發(fā)器的內(nèi)容：觸發(fā)器，它是由門電路構(gòu)成的邏輯電路，它的輸出具有兩個(gè)穩(wěn)定的物理狀態(tài)（高電平和低電平），所以它能記憶一位二進(jìn)制代碼。觸發(fā)器是存放在二進(jìn)制信息的最基本的單元。按其功能可為基本RS觸發(fā)器觸、JK 觸發(fā)器、D觸發(fā)器和 T觸發(fā)器。這幾種觸發(fā)器都有集成電路產(chǎn)品。其中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)數(shù) JK 觸發(fā)器和 D觸發(fā)器。不過，深刻理解 RS觸發(fā)器對(duì)全面掌握觸發(fā)器的工作方式或動(dòng)作特點(diǎn)是至關(guān)重要的。事實(shí)上，JK 觸發(fā)器和 D觸發(fā)器是 RS觸發(fā)器的改進(jìn)型，其中 JK 觸發(fā)器保留了兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端，而 D觸發(fā)器只保留了一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端。D觸發(fā)器有邊沿

22、 D觸發(fā)器和高電平 D觸發(fā)器。74LS74 為一個(gè)電平 D觸發(fā)器。 計(jì)數(shù) 器 74LS19174LS191 的管腳圖如圖 134CTENMAX/MIN12513D/URCO143CLKQA112LD74LS191 QB1561AQC7BQD10C9D圖 13113.2.1.3校 時(shí) 電 路（一）電路如圖 14所示11U 10D7 4L S0081 21 33U11AU10C74 LS0074 L S009U 8E12S2/M 2 Q21 01 H Z1 01174 LS 04R 3C1 S13. 3 k0. 01 u FG N D+ 5 V圖 14（二）電路的工作原理校時(shí)電路的作用是：當(dāng)數(shù)字鐘

23、接通電源或者出現(xiàn)誤差時(shí)，校正時(shí)間。校時(shí)是數(shù)字鐘應(yīng)具有的基本功能。一般電子表都具有時(shí)、分、秒等校時(shí)功能。為了使電路簡單，在此設(shè)計(jì)中只進(jìn)行分和小時(shí)的校時(shí)。校時(shí)有“快校時(shí)”和“慢校時(shí)”兩種，“快校時(shí)”是通過開關(guān)控 制 ， 使 計(jì) 數(shù) 器 對(duì) 1Hz 校 時(shí)脈 沖 計(jì)數(shù) ?！?慢 校 時(shí) ” 是 用 手 動(dòng) 產(chǎn)生 單脈沖作校時(shí)脈沖。圖中 S1 校分用的控制開關(guān)，S2（總圖）為校時(shí)用的控制開關(guān)，它們的控制功能如表 4所示，校時(shí)脈沖采用分頻器輸 出 的 1Hz 脈 沖 ， 當(dāng) S1 或 S2 分 別 為 “ 0 ” 時(shí) 可 以 進(jìn) 行 “ 快 校 時(shí) ”。如果校時(shí)脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進(jìn)行“慢校

24、時(shí)”。表 4校時(shí)開關(guān)的功能S1S2功 能11計(jì) 數(shù)10校 分00校 時(shí)表 4（ 三）對(duì)電路中所用的主要元件及功能介紹12在此電路中，用到的元器件有兩塊四 2輸入與非門 74LS00、一塊六反相器 74LS04、兩個(gè)電容、兩個(gè)電阻以及兩個(gè)開關(guān)。（1）四-2 輸入與非門 74LS00集成邏輯門是數(shù)字電路中應(yīng)用十分廣泛最基本的一種器件，為了合理的使用和充分利用其性能，必須對(duì)它的主要參數(shù)和邏輯功能進(jìn)行測試。74LS00 與非門的主要參數(shù)為：輸出高電平：指與非門有一個(gè)以上輸入端接地或接低電平時(shí)的輸出電平值。輸出低電平：指與非門的所有輸入端均接高電平時(shí)的輸出電平值 。開門電平：指與非門輸出處于額定低電平時(shí)

25、允許輸入高電平的最小值。關(guān)門電平：指與非門輸出處于高電平狀態(tài)時(shí)允許輸入低電平的最大值。電壓傳輸特性：是指門的輸出電壓隨輸入電壓而變化的曲線，由它可以得到門電路的輸出高電平、輸出低電平、關(guān)門電平和開門電平等。低電平的輸出電源電流；是指輸入所有端都懸空，輸出端空載時(shí)，電源提供器件的電流。高電平輸出電源電流：是指輸出端空載，每個(gè)門各有一個(gè)以上的輸入端接地，電源提供給器件的電流。低電平輸入電流：是指被測輸入端接地，其余輸入端懸空時(shí)，由被測輸入端流出的電流值。高電平輸入電流：指被測輸入端接高電平，其余輸入端接地，流入被測輸入端的電流值。扇出系數(shù)：門電路能驅(qū)動(dòng)同類門的個(gè)數(shù)，它是衡量門電路負(fù)載能力的一個(gè)參數(shù)

26、，TTL 與非門有兩種不同性質(zhì)的負(fù)載，即灌電流負(fù)載和拉電流負(fù)載，因此有兩種扇出系數(shù)。即低電平扇出系數(shù)和高電平扇出系數(shù)。3.2.1.4譯碼與顯示電路（一）電路如圖 15 所示134BI/RBOa131aDPY5122RBIbba3113LTccfb7104gAdd195Beeec2156dCff6147LEDgnDgg74LS48DPY_7-SEG圖 15（二）電路的工作原理譯碼是編碼的相反過程，譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號(hào)以表示編碼時(shí)所賦予原意的電路。常用的集成譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二十制譯碼器和 BCD7 段譯碼器、顯示模塊用來顯示計(jì)時(shí)模塊輸出的結(jié)果。（三）對(duì)電路中的主要元

27、件及功能介紹（ 1）譯 碼器 74LS48在電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器 74LS48 ，用 74LS48 把輸入 的 8421BCD 碼 ABCD 譯成 七 段輸 出 a-g ， 再 由 七 段 數(shù) 碼管 顯示 相應(yīng)的數(shù)。 74LS48 的管腳圖如圖 16。在管腳圖中，管腳 LT、RBI、BI/RBO都是低電平是起作用，作用分別為：LT 為燈測檢查，用 LT可檢查七段顯示器個(gè)字段是否能正常被點(diǎn)燃。BI 是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。RBI 是滅零輸入，可以按照需要將顯示的零予以熄滅。BI/RBO 是共用輸出端，RBO稱為滅零輸出端，可以配合滅零輸出端 RBI，在多位十進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，把多余零

28、位熄滅掉，以提高視圖的清晰度。也可 用 共 陰 譯 碼 器 74LS248 ， CD4511 。（ 2 ）顯 示 器 SM421050N在此電路圖中所用的顯示器是共陰極形式，陰極必須接地。SM421050N 的管腳功能圖如圖DPYbacfgbdeedcfgLEDgnDPY_7-SEG圖 17主體電路部分是由上面的以上的各個(gè)單元電路組成的。3.2.2擴(kuò)展功功能電路的設(shè)計(jì)3.2.2.1自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路（一）電路的工作原理報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路的功能是：每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)到整點(diǎn)時(shí)發(fā)出音響，并且?guī)c(diǎn)響幾聲。實(shí)現(xiàn)這一功能的電路主要有以下幾個(gè)部分。減法計(jì)數(shù)器：完成幾點(diǎn)響幾聲的功能。即從小時(shí)

29、計(jì)數(shù)器的整點(diǎn)開始進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，直到零為止。編碼器：將小時(shí)計(jì)數(shù)器的 5 個(gè)輸出端 Q4、 Q3、 Q2、 Q1、Q0按照“12 翻 1”的編碼要求轉(zhuǎn)換為減法計(jì)數(shù)器的 4個(gè)輸入端 D3、 D2、D1、 D0所需要的 BCD碼。在電路圖中編碼器是由與非門實(shí)現(xiàn)的組合邏輯電路。其中編碼器是由與非門實(shí)現(xiàn)的組合邏輯電路，其輸出端的邏輯表達(dá)式由 5變量的卡若圖可得。15D 0 Q0 D1 Q4Q1 ?Q1Q4D 2Q2 ?Q4Q1D 3Q3 ?Q4分進(jìn)位脈 小時(shí)計(jì)數(shù)器輸出 減法計(jì)數(shù)器輸入CKQ 4Q3Q2 Q1 Q0D3 D2D1 D01000 0 10001200 01000 103000 1 100114

30、001 0 001005001 0 10101600 11001 107001 1 10111801 00010 009010 0 110011010 000101 011100 0 1101 112100 1 0110 0編碼器的真值表D0D1D2D3邏輯控制電路 控制減法計(jì)數(shù)器的清“0”與置數(shù)，控制音響電路的輸入信號(hào)。減 法 計(jì) 數(shù) 器 選 用 74LS191 ， 74LS191各控制端的作用如下。LD 為置數(shù)端。當(dāng) LD=0時(shí)將小時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)輸入端D0D1D2D3的數(shù)據(jù)置入，RC為溢出負(fù)脈沖輸出端.當(dāng)減法計(jì)數(shù)到“0”時(shí)，RC輸出一個(gè)負(fù)脈沖。U/D 為加/減控制器。U/D=1 時(shí)減

31、法計(jì)數(shù)。CKA為減法計(jì)數(shù)脈沖,兼作音響電路的控制脈沖。邏輯控制電路由 D 觸發(fā)器 74LS74與多級(jí)與非門組成。其工作原理是：接通電源后按觸發(fā)開關(guān) S，使 D 觸發(fā)器 74LS74清0，即 1Q=0 。該清“0”脈沖有兩個(gè)作用：一是，使74LS191的置數(shù)端LD=0 ，即將此對(duì)應(yīng)的小時(shí)計(jì)數(shù)器輸出的整點(diǎn)時(shí)數(shù)置入 74LS191 ；二是，封鎖 1KHz 的 音 頻信 號(hào)，使 音 響 電 路 無 脈 沖 輸 入 。當(dāng) 分 十 位 計(jì) 數(shù)器 的進(jìn)位脈沖下降沿到來時(shí)，經(jīng)過 G1 反相，小時(shí)計(jì)數(shù)器加 1。新的小時(shí)數(shù)置于 74LS191 ，分十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖的下降沿到來時(shí)又使74LS74 的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，1

32、Q 經(jīng) G3、 G4延時(shí)后，74LS191 進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖由 CK0 提供。CK0=1時(shí) 音 響 電路 發(fā) 出 1KHz 聲 音 ，當(dāng) CK0=0 時(shí)停響。當(dāng)減法計(jì)數(shù)到 0時(shí)，使 D觸發(fā)器的 1CK=0 ，但16是觸發(fā)器的狀態(tài)不改變。因?yàn)榉质挥?jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖仍為0，CK=1 ，使 D 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)復(fù)“0”，74LS191又回到置數(shù)狀態(tài)，直到下一個(gè)分十位計(jì)數(shù)器進(jìn)位脈沖的下降沿來到。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警的功能。如果出現(xiàn)某些整點(diǎn)數(shù)不準(zhǔn)確，其主要原因是邏輯控制電路的與非門延時(shí)時(shí)間不夠,產(chǎn)生了競爭冒險(xiǎn)的現(xiàn)象，可以適當(dāng)增加與非門的級(jí)數(shù)或接如小電容進(jìn)行濾波。4.1 主體電路部分振蕩電路部分用的 1MHZ的晶振產(chǎn)生 1MHZ的頻率經(jīng)過 74LS90 組成的二-五-十的分頻器，可很好的擴(kuò)展部分所需的頻率。只是要用六塊 74LS90 ，后來我查了手冊(cè)，發(fā)現(xiàn) 4518 有兩片十進(jìn)制分頻器，功能與 74LS90 又基本上相同，這樣就可少用集成塊，減少時(shí)間延時(shí)。在 現(xiàn) 用 電 路 調(diào) 試中 ，晶 振的 輸 出 頻 率 為 1MHz ，用 三 片 CD4518 組成了六級(jí)十分頻電路，在調(diào)試中我對(duì)每級(jí)分路進(jìn)行了測試。在第一