《电子电路设计与制作》 任务七 时序逻辑电路的设计与制作.pptVIP

任务七时序逻辑电路的设计与制作

一、任务描述设计并制作一个数字钟，能够实时显示时、分、秒，并且具有校时、整点报时功能。电路通常包含计数器以及报时电路等若干部分，脉冲发生电路形成的秒脉冲信号，借助于计数器的作用即可计数，随后基于“时分秒”译码器即可实现译码，最后即将时间实时显示于显示器。计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。校时电路由复位按钮构成，复位按钮按下产生手动脉冲，从而调节计数器，实现校时。整点报时电路则有门电路构成的判断模块对时计时和分计时的输出进行判断，从而实现整点报时。

二、任务分析本系统主要分为七个单元模块，它们分别是：秒脉冲模块、秒计数模块、分计数模块、时计数模块、整点报时模块以及校时模块。（一）秒脉冲模块秒脉冲发生器采用555构成多谐振荡器来实现。555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路，可产生各种脉冲，这里用555定时器来实现产生1Hz的时钟脉冲，秒脉冲电路设计如图3-9所示。

（二）秒分计数分计数模块设计秒、分计数模块均采用74ALS160构成的60进制计数器进行计数再由译码器及七段LED显示其构成，唯一不同的是秒计数模块是用秒脉冲作为时钟信号，分计数模块的时钟信号则是秒计数器的进位信号。其框图如图7-2所示：

时计数模块采用两片74ALS160构成的24进制计数器进行计数，再由译码器及七段LED显示。其框图如图所示。（三）时计数时计数模块（四）整点报时模块整点报时由555单稳态触发器以及555多谐振荡器构成。其框图如图7-9所示。

（五）校时模块校时电路由数据选择器及单次脉冲发生器组成，其框图如图所示。

三、相关知识（一）555器件介绍555定时器内部结构图如图所示。

（二）74ALS160器件介绍74ALS160是可预置数的十进制同步计数器，其管脚图如图所示。RCO:进位输出端，计数满9的时候为1，其余状态为0。ENT、ENP:计数控制端，二者均为1是，正常计数；只要有一个为0时，计数器工作在保持状态。CLK:时钟输入端，上升沿有效。LOAD:同步并行置数控制端，低电平有效。CLR：异步清零输入端，低电平有效。74ALS160具有超前进位功能，当计数溢出时，进位输出端RCO输出一个高电平脉冲，宽度为AQ的高电平部分。74ALS160加上各种门电路可以构成任意的N为计数器。功能表

（三）CD4511器件介绍CD4511管脚图如图所示。CD4511的管脚图CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码—七段码译码器，是具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路。能提供较大的拉电流，可直接驱动LED显示器。CD4511的真值表

（四）74ALS157器件介绍74ALS157管脚图功能表E:工作控制端，当E=0时，芯片正常工作；当E=1时，输出全为0。S:使能端，当S=0时，选通I0路；当S=1时，选通I1路。

（五）74HC113器件介绍74HC113是两路JK触发器，其管脚图如图所示。74HC113功能表此外，74ALS04是六输入非门，74ALS00是四2输入与非门，74AS10为三3输入与非门，74AS08为四2输入与门，74ALS32是四2输入或门。