基于74160的數(shù)字鐘

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)9.4 數(shù)字鐘數(shù)字鐘電路是一個典型的數(shù)字電路系統(tǒng),其由時,分,秒計數(shù)器以及校時和顯示電路組成.下面介紹利用集成十進制遞增計數(shù)器(74160)和帶譯碼器的七段顯示數(shù)碼管組成的數(shù)字鐘電路.計數(shù)器74160和七段顯示數(shù)碼管的功能及使用方法在8.4節(jié)已有敘述.1. 利用兩片74160組成60進制遞增計數(shù)器 利用兩片74160組成的同步60進制遞增計數(shù)器如圖9.4-1所示，其中個位計數(shù)器（C1）接成十進制形式。十位計數(shù)器（C2）選擇QC與QB做反饋端，經(jīng)與非門輸出控制清零端（CL

2、R），接成六進制計數(shù)形式。個位與十位計數(shù)器之間采用同步級連方式，將個位計數(shù)器的進位輸出控制端（RCO）接至十位計數(shù)器容許端（ENT），完成個位對十位計數(shù)器的進位控制。將個位計數(shù)器的RCO端和十位計數(shù)器的QC、QA端經(jīng)與們由CO端輸出，作進位輸出控制信號。當計數(shù)器狀態(tài)為59時，CO端輸出高電平，在同步級聯(lián)方式下，容許高位計數(shù)器計數(shù)。選擇信號源庫中的1HZ方波信號作為計數(shù)器的測試時鐘源。因為秒與分計數(shù)均由60進制遞增計數(shù)器來完成，為在構(gòu)成數(shù)字鐘系統(tǒng)時使電路得到簡化，我們將圖9.4-1虛線框內(nèi)建立部分用子電路表示。具體操作過程如下：在EWB主界面內(nèi)建立圖9.4-1所示60進制計數(shù)器，閉合仿真電源，經(jīng)

3、過功能測試，確保計數(shù)器工作正常。選中虛線框內(nèi)所示部分電路（Circuit）菜單中的創(chuàng)建子電路（Creat Subcircuit）項，主界面內(nèi)出現(xiàn)子電路設置對話框，在對話框內(nèi)添入電路名稱（60C）后，選擇在電路中置換（Replace in Circuit）項，得用子電路表示的60進制遞增計數(shù)器如圖9.4-3所示。2、用兩片74160組成24/12進制遞增計數(shù)器圖9.4-4所示電路是由兩片74160組成的能實現(xiàn)12和24進制轉(zhuǎn)換的同步遞增計數(shù)器。圖中個位與十位計數(shù)器均接成十進制計數(shù)形式，采用同步級連方式。選擇十位計數(shù)器的輸出端QB和個位計數(shù)器的輸出端QC通過與非門NAND2控制兩片計數(shù)器的清零端（

4、CLR），利用狀態(tài)24反饋清零，可實現(xiàn)24進制遞增計數(shù)。若選擇十位計數(shù)器的輸出端QA與個位計數(shù)器的輸出端QB經(jīng)過與非門NAND1輸出，控制兩片計數(shù)器的清零端（CLR），利用狀態(tài)12反饋清零，可實現(xiàn)12進制遞增計數(shù)。敲擊Q鍵，使開關(guān)K選擇與非門NAND2輸出或NAND1輸出可實現(xiàn)24和12進制遞增計數(shù)器的轉(zhuǎn)換。該計數(shù)器可利用作數(shù)字鐘的時計數(shù)器。 為簡化數(shù)字鐘電路，我們將圖9.4-4所示的24/12進制計數(shù)器虛線框內(nèi)電路轉(zhuǎn)換為子電路，轉(zhuǎn)換方法與上述60進制計數(shù)器相同。用子電路表的24/12進制同步計數(shù)器如圖9.4-5所示。3. 數(shù)字鐘系統(tǒng)的組成利用60進制和24/12進制遞增計數(shù)器子電路構(gòu)成的數(shù)字

5、鐘系統(tǒng)如圖9.4-6所示。在數(shù)字鐘電路中，由兩個60進制同步遞增計數(shù)器完成秒、分計數(shù)，由24/12進制同步遞增計數(shù)器實現(xiàn)小時計數(shù)。秒、分、時計數(shù)器之間采用同步級連方式。開關(guān)K控制小時的24進制和12進制計數(shù)方式選擇。為簡化電路，直接選用信號源庫中的方波秒脈沖作數(shù)字鐘的秒脈沖信號，讀者可自行設計獨立的秒脈沖源，例如；可利用555多諧振蕩器產(chǎn)生的秒脈沖，或者采用石英晶體振蕩器經(jīng)分頻器產(chǎn)生秒脈沖。還可以在小時顯示的基礎(chǔ)上，增加上、下午或日期顯示以及整點報時等，這里不再贅述。敲擊S和F鍵，可控制開關(guān)S和F 將秒脈沖直接引入時、分計數(shù)器，實現(xiàn)校時。對于圖9.4-6所示數(shù)字鐘電路，若要進一步 簡化電路還可

6、以利用子電路嵌套功能將虛線框內(nèi)電路轉(zhuǎn)換為更高一級的子電路，我們將子電路命名為CLOCK，用高一級子電路表示的數(shù)字鐘電路如圖9.4-7所示。今后在設計用到數(shù)字鐘作單元電路的系統(tǒng)時可直接引用該電路，使系統(tǒng)得到簡化。 圖1、數(shù)字電子鐘結(jié)構(gòu)圖2、秒鐘、分鐘計時電路的設計利用集成十進制遞增計數(shù)器（74160）和帶主譯碼器的七段顯示數(shù)碼管組成的數(shù)字鐘電路。計數(shù)器74160的功能真值表如圖2所示。根據(jù)計數(shù)器74160的功能表真值表，利用兩片74160組成的同步六十進制遞增計數(shù)器如圖3示，其中個位計數(shù)器（CL）接成十進制形式。十位計數(shù)器（C2）選擇QC與QB做反饋端，經(jīng)與非門（NEND）輸出控制清零端（CLR

7、），接成六進制計數(shù)形式。個位與十位計數(shù)器之間采用同步級連復位方式，將個位計數(shù)器的進位輸出控制端（RCO）接至十位計數(shù)器的計數(shù)計數(shù)器的計數(shù)容許端（ENT），完成個位對十位計數(shù)器的進位控制QC，QA端經(jīng)過與門AND1和AND2由CO端輸出，作為六十進制的進位輸出脈沖信號，圖二、同步十進制計數(shù)器74160真值表當計數(shù)器計數(shù)狀態(tài)為59時，CO端輸出高電平，在同步級聯(lián)方式下，容許高位計數(shù)器計數(shù)。電路創(chuàng)建完成后，進行仿真實驗時，利用信號源庫中的1HZ方波信號作為計數(shù)器的時鐘脈沖源。圖3、秒鐘/分鐘計時電路因為秒鐘與分鐘技術(shù)均由六十進制遞增計數(shù)器來完成，為在構(gòu)成數(shù)字鐘系統(tǒng)時使電路得到簡化，圖虛線框內(nèi)的電路創(chuàng)

8、建為子電路表示。具體操作過程如下：在EWB主界面內(nèi)建立如示的六十進制計數(shù)器，閉合仿真電源開關(guān)，經(jīng)過計數(shù)器功能測試，確定計數(shù)器工作正常，選中虛線框內(nèi)所示部分電路后，再選擇電路菜單中創(chuàng)建子電路框內(nèi)添入子電路名稱（分計時）后，選擇在電路中置換選項，得到用子電路表示的六十進制遞增計數(shù)器，即秒鐘/分鐘計時子電路，如圖4 圖4、分鐘計時子電路對話框圖5、分鐘計時電路四、24/12進制的能實現(xiàn)遞增計數(shù)器24/12進制的能實現(xiàn)十二四進制的同步遞增計數(shù)器。如圖四。所示。圖中個位與十位計數(shù)器均接成十進制計數(shù)形式，采用同步級聯(lián)復位方試。選擇十位計數(shù)器的輸出端Qb和個位計數(shù)器 輸出端Qc通過與非門NAND2的控制兩片

9、計數(shù)器的清零端CLR，當計數(shù)器的輸出狀態(tài)為時，立即譯碼清零，實現(xiàn)二進制纟遞增計數(shù)器：若選擇十位二進制的輸出端Q a與個位計數(shù)器的輸出端Qb經(jīng)與非門NAD1控制兩片計數(shù)器的清零端CLR，當計數(shù)器的輸出狀態(tài)為時，立即譯碼反饋為零，實現(xiàn)二十進制遞增計數(shù)器，若選擇十位計數(shù)器的輸出端Qb經(jīng)與門NAND1控制兩片計數(shù)器的清零端CLR。當計數(shù)器的輸出端狀態(tài)為時，立即譯碼反饋為零，實現(xiàn)十二進制遞增計數(shù)，敲Q，開關(guān)Q選擇與非門NAND2輸出和NA民NAND1輸出實現(xiàn)二十四進制遞增計數(shù)器的轉(zhuǎn)換。計數(shù)器用作數(shù)子鐘的計數(shù)器。圖6、24/12二進制計時電路為了簡化數(shù)子電子鐘的電路，需要將圖765的24/12二進制計數(shù)器

10、的線框內(nèi)電路轉(zhuǎn)換為子電路，方法與上面六二進制的分計數(shù)器一樣，用子電路表示24/12進同步計數(shù)器如圖7。圖7、24/12計時電路五、數(shù)字電子鐘系統(tǒng)的組成利用六十進制和24/12進制遞增計數(shù)器子電路構(gòu)成的數(shù)字電子鐘系統(tǒng)如圖8所示，在數(shù)字電子鐘電路中，由兩個六十進制同步遞增計數(shù)器分別構(gòu)成秒鐘計時器和分計時器，級連夠完成秒 ，分計時、由24/12進制同步遞增計實現(xiàn)小時計數(shù)。秒、分、時計數(shù)器之間采用同步級連方式，開關(guān)（Q）控制小時的二十四進制和十二進制計數(shù)方式選擇，敲擊S和F鍵，可控制開關(guān)S和F將秒脈沖直接引入時，分計數(shù)器，實現(xiàn)時計數(shù)器和分計數(shù)器的校時。對于圖所示數(shù)字電子鐘電路，為了進一步簡化電路，還可以利用子電路嵌套功能，將虛線框內(nèi)電路轉(zhuǎn)換為更高一級的子電路，成為子電路數(shù)字電子鐘，用嵌套子電路表示的數(shù)字電子鐘電路如圖8所示圖8、24/12進制計數(shù)電路以上創(chuàng)建的各種子電路都已經(jīng)存入自定義元器件庫中，在其他電子系統(tǒng)設計中需要時，可以直接調(diào)用這些子電路，使系統(tǒng)的設計更方便，更快