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整点报时可调式数字电子时钟的设计
用EDA软件实现整点报时数字式可调电子时钟的设计
设计目的
了解常见中规模数字集成电路的使用方法,包括计数器、显示译码器、多谐振荡器的工作原理及使用方法。通过组装具有整点报时数字可调电子时钟,了解这类电路的使用技巧及调整方法。通过对电路板的实际布线焊接检测调试,提高电子技术硬件的基本能力。
系统组成
1、先用Multisim实现如下系统:
本组合电路包括时基多谐振荡器、计数器、十进制译码显示器、发光数码管等部分组成。各部分组成框图如下:
2、仿真通过
三、单元电路组成原理与参数选择
1、多谐振荡器:这里采用最常见的时基电路555组成的周期为1秒的振荡器。555集成电路的原理及应用可以参见教材,此不重复。通常选择适当的定时电阻和电容元件使振荡刚好为1秒钟。多谐振荡器的电路图和NE555的芯片引脚图如下:
2、十进制计数器:
本系统采用的是十进制计数器7490。本系统秒钟是用两个7490构成60进制组成。分钟也是用两个7490构成60进制组成时钟采用两个7490构成24进制计数器组成。将三个计数器级连起来就构成了电子时钟。7490的芯片图和真值表如下:(5脚接电源VCC,10脚接地其中1脚和12脚相连)。
RESET INPUTS OUTPUT
R0(1) R0(2) R9(1) R9(2) Qd Qc Qb Qa
1 1 0 X 0 0 0 0
1 1 X 0 0 0 0 0
X X 1 1 1 0 0 1
X 0 X 0 COUNT
0 X 0 X COUNT
0 X X 0 COUNT
X 0 0 X COUNT
下面介绍秒钟和分钟连接方法如下图(如果是秒钟14脚则接多谐振荡器555电路的第3脚,如果是分钟14脚则接秒钟的7408(与门)芯片的第3脚。
下面介绍时钟的接法(14脚接分钟的7408的第3脚):
3、7448实现多位数字码显示译(如果是选用共阳极七段数码管则选择7447)
7448为七段译码显示器,其功能可详细参见数字电路书。它实现的功能是把7490输出的(QA、QB、QC、QD)实现译码驱动七段共阴极数码显示它的接法如下:
7448的8引脚接第,16脚接电源。7490的3脚接7480的输出引脚输出高电平时控制计数器时及时清零。
4、LED数码显示管
数码显示管是7段显示器,其内部有八个LED发光二极管,7个组成7段显示,一个为小数点指示。其7段对应的引脚见下图。
5、7430或D触发器实现整点报时的实现
7430的1、2、3、4、5、6、11、12分别与分钟和时钟的7490的QA、QB、QC、QD相连。7430的8脚接到发管二极管,发光二极管接地,来实现1分钟报时。7430的14脚接电源。
数字钟整点报时电路由“分”计数电路的进位脉冲提供,提供信号别送到JK触发器CP端,由于JK触发输入端为1,使得JK触发器输出端翻转为1(平时为0),从而实现报警。此外“秒”计数电路的进位脉冲被接至JK触发器清零端,进位脉冲(时间长度为1min)到后来,JK触发器输出端Q被强制清零,此时停止报警。
设计说明:这种方法只是一种参考方法,同学们不一定非要选择7490这种在数电课本未详细介绍的芯片。在设计当中可以灵活选用74160、74161、74162、74163等其它型号的芯片。
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系统组成图
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