分秒计时电路.doc

分秒计时电路时计时电路连起来的总电路 整点报时电路当时计数器在每次计到整点时，需要报时，这可采用译码电路来解决，即当分为59时，则秒在计数到59时，输出一高电平，经过一三极管驱动小灯泡，当秒计数到59时，电路导通，小灯泡发亮 设计思路及模块功能 根据设计任务与要求，得出总设计思路：由秒脉冲发生器产生的秒脉冲信号送入秒计数器电路，秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分 计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数通过校时电路可以对分和时进行校时 对照总体框图，可将总电路图分为以下四个模块：⑴、秒脉冲发生器 秒脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字的计时准确度可以采用555定时器组成的多谐振荡器，也可以采用石英 晶体组成的多谐振荡器本实验采用555定时器组成的多谐振荡器改变电阻和电容调整振荡器输出信号的频率，使其发出1HZ脉冲⑵、数字译码显示器 秒、分计时电路相当于60进制计数器，即显示00～59，它们的个位为十进制，十位为六进制 时计时电路相当于24进制计数器，即显示为00～23，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到2，而个位计到4时清零，就为二十四进制了。

所有计数器的显示均采用DCD-HEX译码显示器3)、报时电路 整点报时电路当时计数器在每次计到整点时，需要报时，这可采用译码电路来解决，即当 分为59时，则秒在计数到59时，输出一高电平，经过一三极管驱动小灯泡，当秒计数到59时，电路导通，小灯泡发亮器件选择 1、74LS160（本实验需要6片） 74LS160为十进制同步加法计数器 逻辑功能描述如下：由逻辑图与功能表知，在CT74LS160中LD为预置数控制端，D0-D3为数据输入端，C为进位输出端，RD为异步置零端，Q0-Q3位数据输出端，EP和ET为工作状态控制端当RC=0时所有触发器将同时被置零，而且置零操作不受其他输入端状态的影响当RC=1、LD=0时，电路工作在预置数状态这时门G16-G19的输出始终是1，所以FF0-FF1输入端J、K的状态由D0-D3的状态决定当RC=LD=1而EP=0、ET=1时，由于这时门G16-G19的输出均为0，亦即FF0-FF3均处在J=K=0的状态，所以CP信号到达时它们保持原来的状态不变同时C的状态也得到保持如果ET=0、则EP不论为何状态，计数器的状态也保持不变，但这时进位输出C等于0。

当RC=LD=EP=ET=1时，电路工作在计数状态从电路的0000状态开始连续输入16个计数脉冲时，电路将从1111的状态返回0000的状态，C端从高电平跳变至低电平利用C端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号 2、74LS20（本实验需要2个） 74LS20是两组四输入端的与非门 逻 辑 框 图逻辑函数式Y=ABCD′逻辑功能表如下图：ABCDY111100×××1×0××1××0×1×××01 BCD码七段显示译码器功能表 3 74LS00（本实验需要1片）74LS00是四组二输入端的与非门逻辑功能表如下图：与非门图形符号逻辑函数式Y=AB′逻辑功能描述如下： 其中A、B为输入端，Y为输出端 当输入端A=0，B=0时，输出端Y为高电平，即Y=1； 当输入端A=0，B=1时，输出端Y为高电平，即Y=1； 当输入端A=1，B=0时，输出端Y为高电平，即Y=1； 当输入端A=1，B=1时，输出端Y为低电平，即Y=0； 即两个输入端A、B的输入电平只要有一个是低电平0，输出端Y就为高电平1；只有A、B两个输入端的电平同时为1时，输出端Y才为低电平0。

4 74LS04（本实验需要2片） 74LS04是六组TTL构成的非门 逻辑功能表如下图： 非门图形符号 逻辑函数式Y= A′ 逻辑功能描述如下：当输入端为低电平0时，输出端为高电平1；当输入端为低电平1时，输出端为高电平0；即输出端的电平与输入端的电平总是相反的 5 74LS08（本实验需要1片）74LS0874LS08是四组二输入端的与门 其逻辑功能表如下： 其逻辑功能描述如下： 当两个输入端A=0，B=0时，输出端Y为低电平0，即Y=0； 当两个输入端A=0，B=1时，输出端Y为低电平0，即Y=0； 当两个输入端A=1，B=0时，输出端Y为低电平0，即Y=0； 当两个输入端A=1，B=1时，输出端Y为低电平1，即Y=1； 即只要两个输入端A、B的输入电平有一个是低电平0，输出端Y即为低电平0只有A、B的输入电平全为1，输出端Y才为高电平1。

1A1B1Y2A2B2Y3A3B3Y4A4B4Y000000000000010010010010100100100100111111111111 LED是发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品种全等特点目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已经成为城市信息现代化建设的标志下图为共阴管和共阳管的电路以及共阳LED七段数码管外引线排列： 一个LED数码管可用来显示一位0—9十进制数和一个小数点小型数码管（0.5吋和0.36吋）每段发光二极管的正向压降，随显示光（通常为红、绿、黄、橙色）颜色不同略有差别，通常约为2-2.5V，每个发光二极管的点亮电流在5-10mALED数码管要显示BCD码所表示的十进制数字就需要有一个专门的译码器，有些译码器不但要完成译码功能，还带有驱动电路，以驱动数码管工作 BCD码七段译码驱动器有共阳和共阴两类型号有74LS47（共阳）、74LS48（共阴）、CC4511（共阴）等。

下图为BCD码七段显示译码器功能表功能模块 1、秒脉冲发生器采用555定时器组成的多谐振荡器通过改变电阻和电容调整振荡器输出信号的频率，使其发出1HZ脉冲经计算，秒脉冲发生器产生的脉冲频率大约为1HZ，误差不大，故验证所设计模块是正确的 2 分、秒计时电路图4所示为74LS160构成的六十进制计数器，可以作为秒和分的计数单元当计数到59时，再来一个脉冲变成00，然后再重新开始计数图中个位利用“同步置数”反馈到 LD端，十位利用“异步清零”反馈到CR端，而实现个位十进制，十位六进制的功能 3 时计时电路图为74LS160构成的二十四进制计数器，可以作为秒和分的计数单元当计到23时，这时再来一个脉冲，应该回到“零”所以，这里必须使个位既能完成十进制计数，又能在高低位满足“23”这一数字后，十计数器清0，图中采用了十位的2和个位的4相“与非”后再清0 4 计数译码显示电路由秒脉冲发生器产生的秒脉冲信号送入秒计数器电路，秒计数器电路计满60后触发分计数器电路，分计数器电路计满60后触发时计数器电路，当计满24小时后又开始下一轮的循环计数。