数子电子技术基础课程设计--数字钟.docVIP

1 数字钟的构成  数字钟实际上是一个对标准频率(1HZ)进行计数的计数电路由振荡器、分频器、计数器、译码器显示器和校时电路组成。振荡器产生稳定的高频脉冲信号作为数字钟的时间基准然后经过分频器输出标准秒脉冲。秒计数器满60后向分计数器进位分计数器满60后向小时计数器进位小时计数器按照24翻1规律计数。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。由于计数的起始时间不可能与标准时间一致故需要在电路上加一个校时电路计时出现误差时可以用校时电路校时、校分图 -1所示为 图1-1数字钟电路系统的组成框图 振荡器是数字钟的核心。振荡器的稳定度及频率的精确度决定了数字钟计时的准确程度，一般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高。通常选用石英晶体构成振荡器电路构成振荡器。也可以由555定时器组成。 时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器及时个位和时十位计数器电路构成其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器而根据设计要求时个位和时十位计数器为进制计数器 译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流数码管由7个发光二极管组成行成一个日字形它门可以共阴极也可以共阳极LED数码管当重新接通电源或走时出现误差时都需要对时间进行校正数字钟应具有分校正和时校正功能2.1振荡器电路设计  图时间计数单元时计数、分计数和秒计数等几个部分时计数单元数器计数其输出为两位8421BCD码形式分计数和秒计数单元为60进制计数器其输出也为8421BCD码 图2-2 74LS90引脚图 表2-1 74LS90的功能表 输 入 输 出 功 能 清 0 置 9 时 钟 QD QCQBQA R01、R02 R91、R92 INA INB 1 1 0 × × 0 × × 0 0 0 0 清 0 0 × × 0 1 1 × × 1 0 0 1 置 9 0 × × 0 0 × × 0 ↓ 1 QA 输 出 二进制计数 1 ↓ QDQCQB输出 五进制计数 ↓ QA QDQCQBQA输出8421BCD码 十进制计数 QD ↓ QAQDQCQB输出5421BCD码 十进制计数 1 1 不 变 保 持 通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能，而且还可借助R01、R02对计数器清零，借助S91、S92将计数器置9。其具体功能详述如下： (1)计数脉冲从INA输入，QA作为输出端，为二进制计数器。 (2)计数脉冲从INB输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。 (3)若将INB和QA相连，计数脉冲由INA输入，QD、QC、QB、QA作为输出端， 则构成异步8421码十进制加法计数器。 (4)若将INA与QD相连，计数脉冲由INB输入，QA、QD、QC、QB作为输出端， 则构成异步5421码十进制加法计数器。 (5)清零、置9功能。 异步清零 当R01、R02均为“1”，S91、S92中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。 置9功能 当S91、S92均为“1”；R01、R02中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA＝1001。 2.2.2 用74LS90构成秒和分计数器电路 秒个位计数单元为10计数器，无需进制转换，只需将QA与INB相连即可。INA与1HZ秒输入信号相连，QD可作为进位信号与十位计数单元的INA相连。秒十位计数单元为6进制计数器，需要进制转换。将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法为：将QB ，QC分别与两个清零端R01，R02相连接。QC可作为进位信号与分个位的计数单元的INA相连，如图2-3所示。 图2-3 秒和分计数器的连接电路图 分个位和分十位计数单元电路结构分别与秒个位和秒十位计数单元完全相同，也是分个位计数单元的QD作为进位信号与分十位计数单元的INA相连，分十位计数单元的QC作为进位信号应与时个位计数单元的INB相连。秒十位计数单元为6进制计数器，需要进制转换，将10进制计数器转换为6进制计数器的电路连接方法为：将QB ，QC分别与两个清零端R01，R02相连接。 2.2.3用74LS90构成时计数器电路 时个位计数单元电路结构仍与秒个位计数单元相同，但是要求整个时计数单元应为24进制计数器，所以在两块74LS90构成的100进制中截取24，就得在24的时候进行异步清零。清零方法为：将两片74LS90的两个清零端R01和R02分别连接起来，再将时个位的QB