数字电路课程设计告(数字钟).doc

南湖学院 数字电路课程设计课 题：姓 名：指导老师：系 别：班 级： 型号 数量（片、只） 型号 数量（片、只） 74LS00 3 74LS90 5 74LS48 4 74LS92 2 74LS04 1 74LS191 1 74LS74 1 数码显示器BS202 4 NE555 1 电容（20P*2,0.1*1,0.01*4） 2,1,4 发光二极管 2 电阻（2K,5.1K,3.3K,220） 1,1,3,3 可调电阻（10K） 1 按键 2 1.2 任务功能： 基本功能： 准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间； 为节省器件，其中秒的个位和时的十位均用发光二极管指示，灯亮为1，灯灭为0； 小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的计时要求为60进位； 要求手动慢校时，慢校分，快校时，快校分。 功能分析： 振荡器产生高稳定的高频脉冲信号，作为数字钟的时间基准（系统时钟），再经分频器输出标准秒脉冲信号。 秒个位发光二极管闪烁十次，秒十位进位，秒十位进位六次后，向分计数器进位，分计数器计满60后向小时计数器进位，小时计数器按照“12翻1”规律计数。计数器的输出经译码器送显示器。 计时出现误差时可以用校时电路进行校时、校分、校秒。 实验仪器 电烙铁、示波器、直流电源、数字万用表、镊子、剥线钳 设计原理分析与电路设计 3.1 系统组成框图分析 如图3.1 多功能数字钟系统组成框图 3.2 各部分电路设计 (1) 振荡电路与分频电路 根据要求，振荡电路应选择555多谐振荡器，本实验选用555构成的多谐振荡器，设振荡频率f0=1KHz，电路参数如图3.2所示。该电路广泛使用于各种需要频率稳定及准确的数字电路，如数字钟、电子计算机、数字通信电路等。 图3.2 555振荡器 555多谐振荡器的原理图及工作波形如图3.3： 图3.3 （2） 时间计数电路 一般采用10进制计数器来实现时间计数单元的计数功能。为减少器件使用数量，可选74LS90，其芯片引脚如图3.4所示。 74LS90有两个清零端MR1、MR2和两个置9端MS1、MS2，用74LS90构成十进制计数器非常方便，不需外加逻辑门电路用2片74LS90构成的8421BCD码100进制计数器如图3.5所示。图中，将低位计器的最高位输出脉冲信号作相邻高位计数器的时钟脉冲。 图3.4 74LS90 芯片引脚图 、 图3.5 两片74LS90构成的100分频器 74LS92是二—六—十二进制计算器，即CP0和Q0组成二进制计算器，CP1和Q3Q2Q1在74LS92中为六进制计算器。其芯片引脚如图3.6所示，其与74LS90构成六十进制如图3.7. 图3.6 74LS92芯片引脚图 图3.7 六十进制计数器 (3)译码驱动及显示单元电路 74LS47、74LS48为BCD—7段译码/驱动器，其中，74LS47可用来驱动共阳极的发光二极管显示器示器，而74LS48则用来驱动共阴极的发光二极管显示器。74LS47为集电极开路输出，用时要外接电阻；而74LS48的内部有升压电阻，因此无需外接电阻(可以直接与显示器 连接)。74LS48与数码管的连接如图3.8所示。其中，A3A2AlA0为8421BCD码输入端，a—g为 7段译码输出端。 各使能端功能简介如下： /LT 灯测试输入使能端。当LT＝0时，译码器各段输出均为高电平，显示器各段亮，因此，LT＝0可用来检查74LS48和显示器的好坏。 /RBI 动态灭零输入使能端。在LT＝1的前提下，当/RBI＝0且输入A3A2AlA0＝000时，译码器各段输出全为低电平，显示器各段全灭，而当输人数据为非零数码时，译码器和显示器正常译码和显示。利用此功能可以实现对无意义位的零进行消隐。 /BI 静态灭零输入使能端，只要BI＝0，不论输入A3A2AlA0为何种电平，译码器4段输出全为低电平，显示器灭灯(此时/BI／RBO为输入使能)。 /RBO 动态灭零输出端。在不使用/BI功能时，BI／RBO为输出使能(其功能是只有在译码器实现动态灭零时RBO＝0，其它时候RBO＝1)。该端主要用于多个译码器级联时，实现对无意义的零进行消隐。实现整数位的零消隐是将高位的RBO接到相邻低位的RBI，实现小数位的零消隐是将低位的RBO接到相邻高位的RBI。 图3.8 74LS48与数码管的连接图 (4)校时电路。 根据要求，数字钟应具有分校正和时校正功能，因此，应截断分个位和时个位的直接计数通路，并采用正常计时信号与校正信号可以随时切换的电路接入其