数字钟的设计数字逻辑设计课程设计.ppt

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1、数字电子综合实验数字电子综合实验数字钟的设计、安装与调试数字钟的设计、安装与调试设计内容 设计一个用十进制制显示“时”、“分”、“秒”的数字钟。具有时间校准功能。具有定时报时功能。具有清零功能。用中小规模TTL或CMOS芯片在通用实验板上安装，并调试出上述功能。画出最后实现的电路的接线图和原理图，完成设计报告。原理框图总原理图要求一自行画出总原理图振荡分频电路要求二将振荡分频电路中使用的芯片由74LS393改成74LS74，那么计算图中的R3的阻值应该去多少？查出74LS74的管脚图并画出接法。计数器计数器电路包含“时”、“分”、“秒”计数器。“分”、“秒”计数器采用六十进制，可由一级十进制计

2、数器和一级六进制计数器级连起来构成。秒计数满60个脉冲后，向分计数器发出“分计数”信号，分计数满60个脉冲后，向时计数器发出“时计数”的进位信号。要求三画出90的十进制的接法和四进制的接法画出92的六进制的接法和二进制的接法在此基础上画出六十进制的接法和二十四进制的接法显示电路计数器所计的时间需用“09”显示。由于正常计数时，各计数器输出的是8421码，故需经过译码，变成相应的逻辑状态，来驱动七段LED，显示十进制数。LED数码管分共阴极和共阳极两种，每一段即为一发光二极管，共阴极要求译码器输出高电平有效，而共阳极要求译码器输出低电平有效。显示电路如图5所示是共阳极七段LED数码管，需输出低电

3、平有效的译码器驱动。对于共阳极七段LED数码管，需输出低电平有效的译码器驱动。在TTL电路中可用七段译码器74LS247与之相连，其输出端加驱动可带24mA负载，因此足够驱动各段LED发光。图3所示74LS247译码器把前级计数器的四位输出，经译码后输入数码管ag端，显示数字。注意设计中LED与工作电源间需加限流电阻，以免损坏数码管。限流电阻的阻值，可根据发光二极管的工作电流值自己计算确定。显示电路的原理图时间校准电路时钟显示不正常时，利用该电路能使计数器高速运行，迅速达到所需时间显示。因为每个计数器只有一个CP端，或接受正常的时间信号，或接受校准信号，所以时、分、秒计数电路对应的时间校准电路

4、是二选一电路，原理如图6所示。数字钟正常运行时，计数器时钟输入是时基信号，使电路正常显示当前的时间，另一路通常是2Hz的校准脉冲，以实现快速校准，并保证视觉上可观测显示值的变化。图6所示组合电路构成了时间校准电路。当然，实现这一时间校准的电路有好几种，一种方法是用图7-5所示的三态门电路，另一种方法是采用二选一数据选择器。也可用与非门实现二选一，若A.B二种输入信号受C端控制，当C=1时，L=A；当C=0时，L=B；显然L=ACB，化简后L=ACB=，即用一片74LS00四与非门也可实现此功能。校准电路原理图要求四图中的三态门使用的芯片是125，查出125的管脚图并画出接线图。报时电路时钟不但

5、要不断地显示时间，有时还要求具有闹钟、定时报警、正点报时等功能等。要实现这些功能需要符合电路，即电路符合规定条件后输出信号，驱动执行机构动作。如8:30需铃响，则可提取该时间的计数器输出信号，去驱动语音控制电路，响铃时间还应根据需要可调整，该信号可用计数器的输出，经过与运算后获得。在具体实现时，会因简化途径不同而有简繁难易之分，很有技巧性，所以可充分发挥个人的设计才能。符合电路的输出信号，一般驱动继电器等执行机构，再带动其它装置。方便起见，可采用声、光指示。例如采用驱动LED发光显示，以及三极管驱动扬声器或蜂鸣器发出声音的方法实现。该电路由同学自行设计实现。要求五自行设计报时电路，使用发光二极

6、管作为报时的信号。清零电路若计数器在不加控制的情况下通电，其输出是任意状态，这时用该电路可使计数器状态复零。对具有反馈清零功能的计数器，可将各计数器的置零端相连，用一个开关把该端置0或置1，实现该功能。该电路由同学自行设计实现。要求六自行设计清零电路，主要所有计数的电路要同时清零。同时将所有电路汇总，画出总的接线原理图。调试（1）静态调试：测量电源等的直流电路，确认直流工作是否正常。（2）动态调试：本电路可分块调试，每各单元电路作为一个模块。例如：调试秒脉冲发生器时，可用示波器观测555电路是否输出正常。但对于74LS393分频后输出的1Hz和2Hz低频信号，示波器不易观测，可在1Hz和2Hz信号的输出端连接LED，统计一段时间内LED闪烁次数，确认电路是否正常。调试译码显示电路时，可通过74LS247的试灯引脚注入信号，使数码管各段全亮的方法，判断数码管是否有损坏。实验器件 实验台 双踪示波器 译码器74LS247 七段显示器和发光二极管 计数器74LS160、74LS92、74LS90 D触发器74LS74 三态门74LS125 与非门74LS00、74LS20 非门74LS04 与门74LS08、74LS11 或门74LS02、74LS32 定时器555 电阻R 1k、10k、15k等 电容C 0.1u