實(shí)驗(yàn)計譯顯及數(shù)字鐘電路冬

實(shí)驗(yàn)計譯顯及數(shù)字鐘電路冬第一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二4位二進(jìn)制同步加計數(shù)器表5.21.4

計數(shù)器161功能表

CC40161(74LS161)的邏輯功能清零使能數(shù)據(jù)輸入置數(shù)進(jìn)位置數(shù)ET=CTT&CTP

高電平有效CO=Q3&

Q2&

Q1&

Q0ETCP操作狀態(tài)0xxx清除10x預(yù)置110保持111計數(shù)教材p161面第二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二計數(shù)器161的時序波形圖*同步預(yù)置與CP同步，與ET無關(guān)第三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二構(gòu)成任意進(jìn)制計數(shù)器的方法利用同步預(yù)置置零利用異步清零優(yōu)點(diǎn)：清零可靠輸出沒有毛刺！以0－9十進(jìn)制為例第四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二構(gòu)成多位計數(shù)器的級聯(lián)方法串行進(jìn)位（異步）優(yōu)點(diǎn)：簡單；缺點(diǎn)：相對較慢，易出現(xiàn)毛刺（競爭冒險）！六十進(jìn)制計數(shù)器（0－59）第五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二六十進(jìn)制計數(shù)器并行進(jìn)位（同步）－推薦多用優(yōu)點(diǎn)：速度較快，穩(wěn)定可靠；缺點(diǎn)：較復(fù)雜！構(gòu)成多位計數(shù)器的級聯(lián)方法2**圖中紅線很重要，因?yàn)橥筋A(yù)置與CP同步，與ET無關(guān)。第六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二特別說明單片計數(shù)，推薦同步預(yù)置方式，不過有時可能預(yù)置和清零都要用上，請自行斟酌。串行級聯(lián)相對較簡單，但出現(xiàn)意料之外同步問題的幾率較大。較簡單的多級計數(shù)電路多采用并行級聯(lián)。而對于復(fù)雜多級計數(shù)器電路，一般時序關(guān)系緊密的單元電路間多采用單時鐘并行級聯(lián)構(gòu)成模塊，模塊間則根據(jù)總體時序關(guān)系選擇全并行或全串行級聯(lián)；但不要串并行混亂夾雜。實(shí)際設(shè)計中，復(fù)雜計數(shù)電路都是先仿真，依據(jù)仿真結(jié)果確定電路形式，然后做硬件；再根據(jù)硬件實(shí)際運(yùn)行情況調(diào)整設(shè)計或?qū)簯B(tài)毛刺做濾波處理，確保暫態(tài)不會造成后級誤動作。第七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二LightEmittingDiode(LED)Readout共陰七段顯示器教材p137面實(shí)驗(yàn)十八第八頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二七段顯示譯碼器CC4511管腳定義TopView7段數(shù)碼管定義表5.18.1CC4511功能表燈測試滅燈鎖存4511不顯9以上數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)箱上的74XX顯示:Q3Q0Q1Q2BCD-to-7SegmentLatch/Decoder/Driver第九頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二4511標(biāo)準(zhǔn)譯碼顯示電路Q3Q2Q1Q0公共限流電阻

－200W會亮些第十頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求設(shè)計并組裝六十進(jìn)制計數(shù)、譯碼、顯示電路。現(xiàn)場驗(yàn)收—演示功能，CP為3HzTTL-OUT；

記錄波形：CP為1kHz正方波，觀測并記錄六進(jìn)制計數(shù)器(即十位)輸出Q0、Q1、Q2的波形，波形圖應(yīng)能正確展示它們的時序關(guān)系。*觀測波形的方法？－上次講的觸發(fā)設(shè)置不要忘光了第十一頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二單人必作任務(wù)：計小時為00～23；計分鐘為00～59；校時－可快速計時；選做任務(wù)：定時分提醒。雙人聯(lián)合必作：計時、分、秒，對時分快速校時，定時分秒提醒；選做任務(wù)：仿電臺報時。自行設(shè)計小時計數(shù)級聯(lián)控制部分：00~09~10~19~20-21-22-23-00－設(shè)計關(guān)鍵之一。謹(jǐn)慎處理同步異步級聯(lián)設(shè)計，若異步暫態(tài)能從顯示電路上看到就不符合要求?。⊥瓿珊笊暾垯z查；檢查通過后電路會立即拆掉。延伸實(shí)驗(yàn)－簡易數(shù)字鐘MSI硬件設(shè)計第十二頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二簡易數(shù)字鐘硬件設(shè)計單人要求外信號發(fā)生器簡易定時提醒：7時54分亮燈－數(shù)碼管上小數(shù)點(diǎn)，持續(xù)6分鐘。時時時分分分選做第十三頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二

簡易數(shù)字鐘雙人聯(lián)合要求簡易定時提醒：xx時xx分00亮燈，持續(xù)1分鐘選做內(nèi)容簡易仿電臺報時功能：在59分51秒、53秒、55秒、57秒、59秒時各發(fā)出一次高電平信號，持續(xù)1秒鐘，點(diǎn)亮發(fā)光二極管（數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)），結(jié)束時刻即為整點(diǎn)。必做內(nèi)容注意布局和共地共電源問題第十四頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二書面報告：規(guī)范畫出數(shù)字鐘整體電路原理圖，標(biāo)明芯片引腳號。描述電路模塊級工作原理。p145面思考題1；p168面思考題1，2。本實(shí)驗(yàn)具體電路可以參考（也只供參考）：羅杰謝自美《電子線路設(shè)計.實(shí)驗(yàn).測試》第7章7.4節(jié)第十五頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二16參考設(shè)計思路圖第十六頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二校時電路的設(shè)計

當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間（或稱校時）校時是數(shù)字鐘應(yīng)具備的基本功能。一般電子手表都具有時、分、秒等校時功能為使電路簡單，這里只進(jìn)行分和小時的校時對校時電路的要求是在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)校時方式有“快校時”和“慢校時”兩種“快校時”是，通過開關(guān)控制，使計數(shù)器對1Hz的校時脈沖計數(shù)“慢校時”是用手動產(chǎn)生單脈沖作校時脈沖S1為?！胺帧庇玫目刂崎_關(guān)S2為?！皶r”用的控制開關(guān)校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖

當(dāng)S1或S2分別為“0”時可進(jìn)行“快校時”

如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進(jìn)行“慢校時”需要注意的是，校時電路是由與非門構(gòu)成的組合邏輯電路，開關(guān)S1或S2為“0”或“1”時，可能會產(chǎn)生抖動，接電容C1、C2可以緩解抖動。必要時還應(yīng)將其改為去抖動開關(guān)電路第十七頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二鬧鐘（定時控制）電路的設(shè)計

解：7時59分對應(yīng)數(shù)字鐘的時個位計數(shù)器的狀態(tài)為(Q3Q2Q1Q0)H1=0111，分十位計數(shù)器的狀態(tài)為(Q3Q2Q1Q0)M2=0101，分個位計數(shù)器的狀態(tài)為(Q3Q2Q1Q0)M1=1001。若將上述計數(shù)器輸出為“1”的所有輸出端經(jīng)過與門電路去控制音響電路，可以使音響電路正好在7點(diǎn)59分響，持續(xù)1分鐘后（即8點(diǎn)時）停響。例：要求上午7時59分發(fā)出鬧時信號，持續(xù)時間為1分鐘。第十八頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二仿廣播電臺正點(diǎn)報時電路秒個位計數(shù)器的狀態(tài)CP(秒)Q3S1Q2S1Q1S1Q0S1功能500000

510001鳴低音520010停530011鳴低音540100停550101鳴低音560110停570111鳴低音581000停591001鳴高音000000停當(dāng)數(shù)字鐘計時快要到正點(diǎn)時發(fā)出提醒；仿電臺按照4低音1高音的順序發(fā)出間斷聲響；最后一聲高音結(jié)束的時刻為正點(diǎn)時刻。設(shè)定4聲低音（約500Hz）分別發(fā)生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一聲高音（約1kHz）發(fā)生在59分59秒，如左表格所示。每聲持續(xù)時間均為1秒。第十九頁，共二十頁，編輯于2023年，星期二仿廣播電臺正點(diǎn)報時