数字钟设计 数字钟的设计
\u6570\u5b57\u949f\u7684\u8bbe\u8ba1 \u529f\u80fd\u662f\u4ec0\u4e48?\u4e00\u822c\u6765\u8bf4\u6570\u5b57\u949f\u8981\u5b8c\u6210\u7684\u57fa\u672c\u529f\u80fd\u662f\u5229\u7528\u6570\u7801\u7ba1\u3001\u6309\u952e\u3001\u8702\u9e23\u5668\u5b8c\u621024\u5c0f\u65f6\u5236\u65f6\u95f4\u663e\u793a\uff08\u8f93\u5165\u65f6\u949f\u8109\u51b2\u4e00\u822c\u8981\u6c42\u4e3a1024Hz\uff09\uff0c\u65f6\u95f4\u8c03\u8282\uff0c\u95f9\u949f\u8bbe\u5b9a\uff0c\u6574\u70b9\u62a5\u65f6\u3002\u6211\u4e0d\u77e5\u9053\u4f60\u662f\u7528vhdl\u548c\u5b9e\u9a8c\u7bb1\u505a\u8fd8\u662f\u76f4\u63a5\u7528\u73b0\u6709\u5143\u4ef6\u5b8c\u6210\u7535\u8def\u677f\uff0c\u540e\u8005\u53ef\u80fd\u8981\u9ebb\u70e6\u4e00\u70b9\u6211\u6ca1\u505a\u8fc7\uff0c\u524d\u4e00\u79cd\u65b9\u6cd5\u53ef\u80fd\u5bb9\u6613\u4e00\u5b9a\uff0c\u53ef\u4ee5\u81ea\u5df1\u589e\u52a0\u4e00\u4e9b\u529f\u80fd\uff0c\u6bd4\u5982\u65e5\u671f\u663e\u793a\uff0c\u548c\u95f9\u949f\u5f00\u5173\u3002\u96be\u5ea6\u5728\u4e8e\u8981\u5229\u7528\u8bbe\u8ba1\u8f6f\u4ef6\u8fdb\u884c\u8bbe\u8ba1\u6216\u4eff\u771f\uff0c\u9700\u8981\u6478\u6e05\u8f6f\u4ef6\u7684\u813e\u6027\uff0cvhdl\u5e76\u6ca1\u6709c\u8bed\u8a00\u90a3\u4e48\u5bb9\u6613\u638c\u63e1\u3002
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20\u4e16\u7eaa\u672b\uff0c\u7535\u5b50\u6280\u672f\u83b7\u5f97\u4e86\u98de\u901f\u7684\u53d1\u5c55\uff0c\u5728\u5176\u63a8\u52a8\u4e0b\uff0c\u73b0\u4ee3\u7535\u5b50\u4ea7\u54c1\u51e0\u4e4e\u6e17\u900f\u4e86\u793e\u4f1a\u7684\u5404\u4e2a\u9886\u57df\uff0c\u6709\u529b\u5730\u63a8\u52a8\u4e86\u793e\u4f1a\u751f\u4ea7\u529b\u7684\u53d1\u5c55\u548c\u793e\u4f1a\u4fe1\u606f\u5316\u7a0b\u5ea6\u7684\u63d0\u9ad8\uff0c\u540c\u65f6\u4e5f\u4f7f\u73b0\u4ee3\u7535\u5b50\u4ea7\u54c1\u6027\u80fd\u8fdb\u4e00\u6b65\u63d0\u9ad8\uff0c\u4ea7\u54c1\u66f4\u65b0\u6362\u4ee3\u7684\u8282\u594f\u4e5f\u8d8a\u6765\u8d8a\u5feb\u3002
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1\u3001\u7eea\u8bba \u9610\u8ff0\u7814\u7a76\u7535\u5b50\u949f\u6240\u5177\u6709\u7684\u73b0\u5b9e\u610f\u4e49\u3002
2\u3001\u8bbe\u8ba1\u5185\u5bb9\u53ca\u8bbe\u8ba1\u65b9\u6848 \u8bba\u8ff0\u7535\u5b50\u949f\u7684\u5177\u4f53\u8bbe\u8ba1\u65b9\u6848\u53ca\u8bbe\u8ba1\u8981\u6c42\u3002
3\u3001\u5355\u5143\u7535\u8def\u8bbe\u8ba1\u3001\u539f\u7406\u53ca\u5668\u4ef6\u9009\u62e9 \u8bf4\u660e\u7535\u5b50\u949f\u7684\u8bbe\u8ba1\u539f\u7406\u4ee5\u53ca\u5668\u4ef6\u7684\u9009\u62e9\uff0c\u4e3b\u8981\u4ece\u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u632f\u8361\u5668\u3001\u5206\u9891\u5668\u3001\u8ba1\u6570\u5668\u3001\u663e\u793a\u5668\u548c\u6821\u65f6\u7535\u8def\u4e94\u4e2a\u65b9\u9762\u8fdb\u884c\u8bf4\u660e\u3002
4\u3001\u7ed8\u5236\u6574\u673a\u539f\u7406\u56fe \u8be5\u7cfb\u7edf\u7684\u8bbe\u8ba1\u3001\u5b89\u88c5\u3001\u8c03\u8bd5\u5de5\u4f5c\u5168\u90e8\u5b8c\u6210\u3002
\u4e8c\u3001\u8bbe\u8ba1\u5185\u5bb9\u53ca\u8bbe\u8ba1\u65b9\u6848
\uff08\u4e00\uff09\u8bbe\u8ba1\u5185\u5bb9\u8981\u6c42
1\u3001\u8bbe\u8ba1\u4e00\u4e2a\u6709\u201c\u65f6\u201d\u3001\u201c\u5206\u201d\u3001\u201c\u79d2\u201d\uff0823\u5c0f\u65f659\u520659\u79d2\uff09\u663e\u793a\u4e14\u6709\u6821\u65f6\u529f\u80fd\u7684\u7535\u5b50\u949f\u3002
2\u3001\u7528\u4e2d\u5c0f\u89c4\u6a21\u96c6\u6210\u7535\u8def\u7ec4\u6210\u7535\u5b50\u949f\uff0c\u5e76\u5728\u5b9e\u9a8c\u7bb1\u4e0a\u8fdb\u884c\u7ec4\u88c5\u3001\u8c03\u8bd5\u3002
3\u3001\u753b\u51fa\u6846\u56fe\u548c\u903b\u8f91\u7535\u8def\u56fe\u3002
4 \u3001\u529f\u80fd\u6269\u5c55\uff1a
(1)\u95f9\u949f\u7cfb\u7edf
(2)\u6574\u70b9\u62a5\u65f6\u3002\u572859\u520651\u79d2\u300153\u79d2\u300155\u79d2\u300157\u79d2\u8f93\u51fa750Hz\u97f3\u9891\u4fe1\u53f7\uff0c\u572859\u520659\u79d2\u65f6\uff0c\u8f93\u51fa1000Hz\u4fe1\u53f7\uff0c\u97f3\u50cf\u6301\u7eed1\u79d2\uff0c\u57281000Hz\u97f3\u50cf\u7ed3\u675f\u65f6\u523b\u4e3a\u6574\u70b9\u3002
(3)\u65e5\u5386\u7cfb\u7edf\u3002
\uff08\u4e8c\uff09\u8bbe\u8ba1\u65b9\u6848\u53ca\u5de5\u4f5c\u539f\u7406
\u6570\u5b57\u7535\u5b50\u949f\u7684\u903b\u8f91\u6846\u56fe\u5982\u56fe1\u6240\u793a\u3002\u5b83\u7531\u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u632f\u8361\u5668\u3001\u5206\u9891\u5668\u3001\u8ba1\u6570\u5668\u3001\u8bd1\u7801\u5668\u663e\u793a\u5668\u548c\u6821\u65f6\u7535\u8def\u7ec4\u6210\u3002\u632f\u8361\u5668\u4ea7\u751f\u7a33\u5b9a\u7684\u9ad8\u9891\u8109\u51b2\u4fe1\u53f7,\u4f5c\u4e3a\u6570\u5b57\u949f\u7684\u65f6\u95f4\u57fa\u51c6,\u7136\u540e\u7ecf\u8fc7\u5206\u9891\u5668\u8f93\u51fa\u6807\u51c6\u79d2\u8109\u51b2\u3002\u79d2\u8ba1\u6570\u5668\u6ee160\u540e\u5411\u5206\u8ba1\u6570\u5668\u8fdb\u4f4d,\u5206\u8ba1\u6570\u5668\u6ee160\u540e\u5411\u5c0f\u65f6\u8ba1\u6570\u5668\u8fdb\u4f4d,\u5c0f\u65f6\u8ba1\u6570\u5668\u6309\u7167\u201c24\u7ffb1\u201d\u89c4\u5f8b\u8ba1\u6570\u3002\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u8f93\u51fa\u5206\u522b\u7ecf\u8bd1\u7801\u5668\u9001\u663e\u793a\u5668\u663e\u793a\u3002\u8ba1\u65f6\u51fa\u73b0\u8bef\u5dee\u65f6,\u53ef\u4ee5\u7528\u6821\u65f6\u7535\u8def\u6821\u65f6\u3001\u6821\u5206\u3002
\u56fe1 \u6570\u5b57\u7535\u5b50\u949f\u903b\u8f91\u6846\u56fe
\u4e09\u3001\u5355\u5143\u7535\u8def\u8bbe\u8ba1\u3001\u539f\u7406\u53ca\u5668\u4ef6\u9009\u62e9
\uff08\u4e00\uff09\u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u632f\u8361\u5668
1\u3001\u91cd\u8981\u6982\u5ff5\u7684\u89e3\u91ca
(1) \u53cd\u9988\uff1a\u5c06\u653e\u5927\u7535\u8def\u8f93\u51fa\u91cf\u7684\u4e00\u90e8\u5206\u6216\u5168\u90e8\uff0c\u901a\u8fc7\u4e00\u5b9a\u7684\u65b9\u5f0f\u9001\u56de\u653e\u5927\u7535\u8def\u7684\u8f93\u5165\u7aef\u3002
(2) \u8026\u5408\uff1a\u662f\u6307\u4fe1\u53f7\u7531\u7b2c\u4e00\u7ea7\u5411\u7b2c\u4e8c\u7ea7\u4f20\u9012\u7684\u8fc7\u7a0b\u3002
2\u3001\u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u632f\u8361\u5668\u7684\u5177\u4f53\u5de5\u4f5c\u539f\u7406
\u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u632f\u8361\u5668\u7684\u7279\u70b9\u662f\u632f\u8361\u9891\u7387\u51c6\u786e\u3001\u7535\u8def\u7ed3\u6784\u7b80\u5355\u3001\u9891\u7387\u6613\u8c03\u6574\u3002\u5b83\u88ab\u5e7f\u6cdb\u5e94\u7528\u4e8e\u5f69\u7535\u3001\u8ba1\u7b97\u673a\u3001\u9065\u63a7\u5668\u7b49\u5404\u7c7b\u632f\u8361\u7535\u8def\u4e2d\u3002\u5b83\u8fd8\u5177\u6709\u538b\u7535\u6548\u5e94\uff1a\u5728\u6676\u4f53\u67d0\u4e00\u65b9\u5411\u52a0\u4e00\u7535\u573a\uff0c\u6676\u4f53\u5c31\u4f1a\u4ea7\u751f\u673a\u68b0\u53d8\u5f62\uff1b\u53cd\u4e4b\uff0c\u82e5\u5728\u6676\u7247\u7684\u4e24\u4fa7\u65bd\u52a0\u673a\u68b0\u538b\u529b\uff0c\u5219\u5728\u6676\u7247\u76f8\u5e94\u7684\u65b9\u5411\u4e0a\u5c06\u4ea7\u751f\u7535\u573a\uff0c\u8fd9\u79cd\u7269\u7406\u73b0\u8c61\u79f0\u4e3a\u538b\u7535\u6548\u5e94\u3002\u5728\u8fd9\u91cc\uff0c\u6211\u4eec\u5728\u6676\u4f53\u67d0\u4e00\u65b9\u5411\u52a0\u4e00\u7535\u573a\uff0c\u4ece\u800c\u5728\u4e0e\u6b64\u5782\u76f4\u7684\u65b9\u5411\u4ea7\u751f\u673a\u68b0\u632f\u52a8\uff0c\u6709\u4e86\u673a\u68b0\u632f\u52a8\uff0c\u5c31\u4f1a\u5728\u76f8\u5e94\u7684\u5782\u76f4\u9762\u4e0a\u4ea7\u751f\u7535\u573a\uff0c\u4ece\u800c\u4f7f\u673a\u68b0\u632f\u52a8\u548c\u7535\u573a\u4e92\u4e3a\u56e0\u679c\uff0c\u8fd9\u79cd\u5faa\u73af\u8fc7\u7a0b\u4e00\u76f4\u6301\u7eed\u5230\u6676\u4f53\u7684\u673a\u68b0\u5f3a\u5ea6\u9650\u5236\u65f6\uff0c\u624d\u8fbe\u5230\u6700\u540e\u7a33\u5b9a\uff0c\u8fd9\u79cd\u538b\u7535\u8c10\u632f\u7684\u9891\u7387\u5373\u4e3a\u6676\u4f53\u632f\u8361\u5668\u7684\u56fa\u6709\u9891\u7387\u3002
\u7528\u53cd\u76f8\u5668\u4e0e\u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u6784\u6210\u7684\u632f\u8361\u7535\u8def\u5982\u56fe2\u6240\u793a\u3002\u5229\u7528\u4e24\u4e2a\u975e\u95e8G1\u548cG2 \u81ea\u6211\u53cd\u9988\uff0c\u4f7f\u5b83\u4eec\u5de5\u4f5c\u5728\u7ebf\u6027\u72b6\u6001\uff0c\u7136\u540e\u5229\u7528\u77f3\u82f1\u6676\u4f53JU\u6765\u63a7\u5236\u632f\u8361\u9891\u7387\uff0c\u540c\u65f6\u7528\u7535\u5bb9C1\u6765\u4f5c\u4e3a\u4e24\u4e2a\u975e\u95e8\u4e4b\u95f4\u7684\u8026\u5408\uff0c\u4e24\u4e2a\u975e\u95e8\u8f93\u5165\u548c\u8f93\u51fa\u4e4b\u95f4\u5e76\u63a5\u7684\u7535\u963bR1\u548cR2\u4f5c\u4e3a\u8d1f\u53cd\u9988\u5143\u4ef6\u7528\uff0c\u7531\u4e8e\u53cd\u9988\u7535\u963b\u5f88\u5c0f\uff0c\u53ef\u4ee5\u8fd1\u4f3c\u8ba4\u4e3a\u975e\u95e8\u7684\u8f93\u51fa\u8f93\u5165\u538b\u964d\u76f8\u7b49\u3002\u7535\u5bb9C2\u662f\u4e3a\u4e86\u9632\u6b62\u5bc4\u751f\u632f\u8361\u3002\u4f8b\u5982\uff1a\u7535\u8def\u4e2d\u7684\u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u632f\u8361\u9891\u7387\u662f4MHz\u65f6\uff0c\u5219\u7535\u8def\u7684\u8f93\u51fa\u9891\u7387\u4e3a4MHz\u3002
\u56fe2 \u77f3\u82f1\u6676\u4f53\u632f\u8361\u7535\u8def
(\u4e8c)\u5206\u9891\u5668
1\u30018421\u7801\u5236,5421\u7801\u5236
\u7528\u56db\u4f4d\u4e8c\u8fdb\u5236\u7801\u7684\u5341\u516d\u79cd\u7ec4\u5408\u4f5c\u4e3a\u4ee3\u7801\uff0c\u53d6\u5176\u4e2d\u5341\u79cd\u7ec4\u5408\u6765\u8868\u793a0-9\u8fd9\u5341\u4e2a\u6570\u5b57\u7b26\u53f7\u3002\u901a\u5e38\uff0c\u628a\u7528\u56db\u4f4d\u4e8c\u8fdb\u5236\u6570\u7801\u6765\u8868\u793a\u4e00\u4f4d\u5341\u8fdb\u5236\u6570\u79f0\u4e3a\u4e8c-\u5341\u8fdb\u5236\u7f16\u7801\uff0c\u4e5f\u53eb\u505aBCD\u7801\uff0c\u89c1\u88681\u3002
\u88681
8421\u7801 5421\u7801
0 0000 0000
1 0001 0001
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5 0101 1000
6 0110 1001
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8 1000 1011
9 1001 1100
2\u3001\u5206\u9891\u5668\u7684\u5177\u4f53\u5de5\u4f5c\u539f\u7406
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\u56fe3 \u5206\u9891\u7535\u8def
3\u3001\u56fe\u4e2d\u6807\u5fd7\u7684\u542b\u4e49
CP\u2014\u2014\u8f93\u5165\u7684\u8109\u51b2\u4fe1\u53f7
C0\u2014\u2014\u8fdb\u4f4d\u4fe1\u53f7
Q\u2014\u2014\u8f93\u51fa\u7684\u8109\u51b2\u4fe1\u53f7
(\u4e09)\u8ba1\u6570\u5668
\u79d2\u8109\u51b2\u4fe1\u53f7\u7ecf\u8fc76\u7ea7\u8ba1\u6570\u5668\uff0c\u5206\u522b\u5f97\u5230\u201c\u79d2\u201d\u4e2a\u4f4d\u3001\u5341\u4f4d\uff0c\u201c\u5206\u201d\u4e2a\u4f4d\u3001\u5341\u4f4d\u4ee5\u53ca\u201c\u65f6\u201d\u4e2a\u4f4d\u3001\u5341\u4f4d\u7684\u8ba1\u65f6\u3002\u201c\u79d2\u201d\u3001\u201c\u5206\u201d\u8ba1\u6570\u5668\u4e3a60\u8fdb\u5236\uff0c\u5c0f\u65f6\u4e3a24\u8fdb\u5236\u3002
1\u300160\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u5668
(1) \u8ba1\u6570\u5668\u6309\u89e6\u53d1\u65b9\u5f0f\u5206\u7c7b
\u8ba1\u6570\u5668\u662f\u4e00\u79cd\u7d2f\u8ba1\u65f6\u949f\u8109\u51b2\u6570\u7684\u903b\u8f91\u90e8\u4ef6\u3002\u8ba1\u6570\u5668\u4e0d\u4ec5\u7528\u4e8e\u65f6\u949f\u8109\u51b2\u8ba1\u6570\uff0c\u8fd8\u7528\u4e8e\u5b9a\u65f6\u3001\u5206\u9891\u3001\u4ea7\u751f\u8282\u62cd\u8109\u51b2\u4ee5\u53ca\u6570\u5b57\u8fd0\u7b97\u7b49\u3002\u8ba1\u6570\u5668\u662f\u5e94\u7528\u6700\u5e7f\u6cdb\u7684\u903b\u8f91\u90e8\u4ef6\u4e4b\u4e00\u3002\u6309\u89e6\u53d1\u65b9\u5f0f\uff0c\u628a\u8ba1\u6570\u5668\u5206\u6210\u540c\u6b65\u8ba1\u6570\u5668\u548c\u5f02\u6b65\u8ba1\u6570\u5668\u4e24\u79cd\u3002\u5bf9\u4e8e\u540c\u6b65\u8ba1\u6570\u5668\uff0c\u8f93\u5165\u65f6\u949f\u8109\u51b2\u65f6\u89e6\u53d1\u5668\u7684\u7ffb\u8f6c\u662f\u540c\u65f6\u8fdb\u884c\u7684\uff0c\u800c\u5f02\u6b65\u8ba1\u6570\u5668\u4e2d\u7684\u89e6\u53d1\u5668\u7684\u7ffb\u8f6c\u5219\u4e0d\u662f\u540c\u65f6\u3002
(2)60\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u5de5\u4f5c\u539f\u7406
\u201c\u79d2\u201d\u8ba1\u6570\u5668\u7535\u8def\u4e0e\u201c\u5206\u201d\u8ba1\u6570\u5668\u7535\u8def\u90fd\u662f60\u8fdb\u5236\uff0c\u5b83\u7531\u4e00\u7ea710\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u5668\u548c\u4e00\u7ea76\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u5668\u8fde\u63a5\u6784\u6210\uff0c\u5982\u56fe4\u6240\u793a\uff0c\u91c7\u7528\u4e24\u7247\u4e2d\u89c4\u6a21\u96c6\u6210\u7535\u8def74LS90\u4e32\u63a5\u8d77\u6765\u6784\u6210\u7684\u201c\u79d2\u201d\u3001\u201c\u5206\u201d\u8ba1\u6570\u5668\u3002
\u56fe4 60\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u7535\u8def
IC1\u662f\u5341\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u5668\uff0cQD1\u4f5c\u4e3a\u5341\u8fdb\u5236\u7684\u8fdb\u4f4d\u4fe1\u53f7\uff0c74LS90\u8ba1\u6570\u5668\u662f\u5341\u8fdb\u5236\u5f02\u6b65\u8ba1\u6570\u5668\uff0c\u7528\u53cd\u9988\u5f52\u96f6\u65b9\u6cd5\u5b9e\u73b0\u5341\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\uff0cIC2\u548c\u4e0e\u975e\u95e8\u7ec4\u6210\u516d\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u300274LS90\u662f\u5728CP\u4fe1\u53f7\u7684\u4e0b\u964d\u6cbf\u7ffb\u8f6c\u8ba1\u6570\uff0cQ A1\u548c Q C2\u76f8\u4e0e0101\u7684\u4e0b\u964d\u6cbf\uff0c\u4f5c\u4e3a\u201c\u5206\u201d\uff08\u201c\u65f6\u201d\uff09\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u8f93\u5165\u4fe1\u53f7\uff0c\u901a\u8fc7\u4e0e\u975e\u95e8\u548c\u975e\u95e8\u5bf9\u4e0b\u4e00\u7ea7\u8ba1\u6570\u5668\u9001\u51fa\u4e00\u4e2a\u9ad8\u7535\u5e731\uff08\u5728\u6b64\u4e4b\u524d\u8f93\u51fa\u7684\u4e00\u76f4\u662f\u4f4e\u7535\u5e730\uff09\u3002Q B2 \u548cQ C2\u8ba1\u6570\u52300110\uff0c\u4ea7\u751f\u7684\u9ad8\u7535\u5e731\u5206\u522b\u9001\u5230\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u6e05\u96f6R0(1)\uff0c R0(2)\uff0c74LS90\u5185\u90e8\u7684R0(1)\u548cR0(2)\u4e0e\u975e\u540e\u6e05\u96f6\u800c\u4f7f\u8ba1\u6570\u5668\u5f52\u96f6\uff0c\u6b64\u65f6\u4f20\u7ed9\u4e0b\u4e00\u7ea7\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u8f93\u5165\u4fe1\u53f7\u53c8\u53d8\u4e3a\u4f4e\u7535\u5e730\uff0c\u4ece\u800c\u7ed9\u4e0b\u4e00\u7ea7\u8ba1\u6570\u5668\u63d0\u4f9b\u4e86\u4e00\u4e2a\u4e0b\u964d\u6cbf\uff0c\u4f7f\u4e0b\u4e00\u7ea7\u8ba1\u6570\u5668\u7ffb\u8f6c\u8ba1\u6570\uff0c\u5728\u8fd9\u91ccIC2\u5b8c\u6210\u4e86\u516d\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u3002\u7531\u6b64\u53ef\u89c1IC1\u548c IC2\u4e32\u8054\u5b9e\u73b0\u4e86\u516d\u5341\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u3002
\u5176\u4e2d\uff1a74LS90\u2014\u2014\u53ef\u4e8c/\u4e94\u5206\u9891\u5341\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u5668
74LS04\u2014\u2014\u975e\u95e8
74LS00\u2014\u2014\u4e8c\u8f93\u5165\u4e0e\u975e\u95e8
2\u300124\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u5668
\u5c0f\u65f6\u8ba1\u6570\u7535\u8def\u662f\u7531IC5\u548cIC6\u7ec4\u6210\u768424\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u7535\u8def\uff0c\u5982\u56fe5\u6240\u793a\u3002
\u5f53\u201c\u65f6\u201d\u4e2a\u4f4dIC5\u8ba1\u6570\u8f93\u5165\u7aefCP5\u6765\u5230\u7b2c10\u4e2a\u89e6\u53d1\u4fe1\u53f7\u65f6\uff0cIC5\u8ba1\u6570\u5668\u81ea\u52a8\u6e05\u96f6\uff0c\u8fdb\u4f4d\u7aefQD5\u5411IC6\u201c\u65f6\u201d\u5341\u4f4d\u8ba1\u6570\u5668\u8f93\u51fa\u8fdb\u4f4d\u4fe1\u53f7\uff0c\u5f53\u7b2c24\u4e2a\u201c\u65f6\u201d(\u6765\u81ea\u201c\u5206\u201d\u8ba1\u6570\u5668\u8f93\u51fa\u7684\u8fdb\u4f4d\u4fe1\u53f7)\u8109\u51b2\u5230\u8fbe\u65f6\uff0cIC5\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u72b6\u6001\u4e3a\u201c0100\u201d\uff0cIC6\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u72b6\u6001\u4e3a\u201c0010\u201d\uff0c\u6b64\u65f6\u201c\u65f6\u201d\u4e2a\u4f4d\u8ba1\u6570\u5668\u7684QC5\u548c\u201c\u65f6\u201d\u5341\u4f4d\u8ba1\u6570\u5668\u7684QB6\u8f93\u51fa\u4e3a\u201c1\u201d\u3002\u628a\u5b83\u4eec\u5206\u522b\u9001\u5230IC5\u548cIC6\u8ba1\u6570\u5668\u7684\u6e05\u96f6\u7aefR0(1)\u548cR0(2)\uff0c\u901a\u8fc77490\u5185\u90e8\u7684R0(1)\u548cR0(2)\u4e0e\u975e\u540e\u6e05\u96f6\uff0c\u4ece\u800c\u5b8c\u621024\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u3002
\u56fe5 24\u8fdb\u5236\u8ba1\u6570\u7535\u8def
(\u56db) \u8bd1\u7801\u4e0e\u663e\u793a\u7535\u8def
1\u3001\u663e\u793a\u5668\u539f\u7406\uff08\u6570\u7801\u7ba1\uff09
\u6570\u7801\u7ba1\u662f\u6570\u7801\u663e\u793a\u5668\u7684\u4fd7\u79f0\u3002\u5e38\u7528\u7684\u6570\u7801\u663e\u793a\u5668\u6709\u534a\u5bfc\u4f53\u6570\u7801\u7ba1\uff0c\u8367\u5149\u6570\u7801\u7ba1\uff0c\u8f89\u5149\u6570\u7801\u7ba1\u548c\u6db2\u6676\u663e\u793a\u5668\u7b49\u3002
\u672c\u8bbe\u8ba1\u6240\u9009\u7528\u7684\u662f\u534a\u5bfc\u4f53\u6570\u7801\u7ba1\uff0c\u662f\u7528\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\uff08\u7b80\u79f0LED\uff09\u7ec4\u6210\u7684\u5b57\u5f62\u6765\u663e\u793a\u6570\u5b57\uff0c\u4e03\u4e2a\u6761\u5f62\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\u6392\u5217\u6210\u4e03\u6bb5\u7ec4\u5408\u5b57\u5f62\uff0c\u4fbf\u6784\u6210\u4e86\u534a\u5bfc\u4f53\u6570\u7801\u7ba1\u3002\u534a\u5bfc\u4f53\u6570\u7801\u7ba1\u6709\u5171\u9633\u6781\u548c\u5171\u9634\u6781\u4e24\u79cd\u7c7b\u578b\u3002\u5171\u9633\u6781\u6570\u7801\u7ba1\u7684\u4e03\u4e2a\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\u7684\u9633\u6781\u63a5\u5728\u4e00\u8d77\uff0c\u800c\u4e03\u4e2a\u9634\u6781\u5219\u662f\u72ec\u7acb\u7684\u3002\u5171\u9634\u6781\u6570\u7801\u7ba1\u4e0e\u5171\u9633\u6781\u6570\u7801\u7ba1\u76f8\u53cd\uff0c\u4e03\u4e2a\u53d1\u5149\u4e8c\u6781\u7ba1\u7684\u9634\u6781\u63a5\u5728\u4e00\u8d77\uff0c\u800c\u9633\u6781\u662f\u72ec\u7acb\u7684\u3002
\u5f53\u5171\u9633\u6781\u6570\u7801\u7ba1\u7684\u67d0\u4e00\u9634\u6781\u63a5\u4f4e\u7535\u5e73\u65f6\uff0c\u76f8\u5e94\u7684\u4e8c\u6781\u7ba1\u53d1\u5149\uff0c\u53ef\u6839\u636e\u5b57\u5f62\u4f7f\u67d0\u51e0\u6bb5\u4e8c\u6781\u7ba1\u53d1\u5149\uff0c\u6240\u4ee5\u5171\u9633\u6781\u6570\u7801\u7ba1\u9700\u8981\u8f93\u51fa\u4f4e\u7535\u5e73\u6709\u6548\u7684\u8bd1\u7801\u5668\u53bb\u9a71\u52a8\u3002\u5171\u9634\u6781\u6570\u7801\u7ba1\u5219\u9700\u8f93\u51fa\u9ad8\u7535\u5e73\u6709\u6548\u7684\u8bd1\u7801\u5668\u53bb\u9a71\u52a8\u3002
2\u3001\u8bd1\u7801\u5668\u539f\u7406\uff0874LS47\uff09
\u8bd1\u7801\u4e3a\u7f16\u7801\u7684\u9006\u8fc7\u7a0b\u3002\u5b83\u5c06\u7f16\u7801\u65f6\u8d4b\u4e88\u4ee3\u7801\u7684\u542b\u4e49\u201c\u7ffb\u8bd1\u201d\u8fc7\u6765\u3002\u5b9e\u73b0\u8bd1\u7801\u7684\u903b\u8f91\u7535\u8def\u6210\u4e3a\u8bd1\u7801\u5668\u3002\u8bd1\u7801\u5668\u8f93\u51fa\u4e0e\u8f93\u5165\u4ee3\u7801\u6709\u552f\u4e00\u7684\u5bf9\u5e94\u5173\u7cfb\u300274LS47\u662f\u8f93\u51fa\u4f4e\u7535\u5e73\u6709\u6548\u7684\u4e03\u6bb5\u5b57\u5f62\u8bd1\u7801\u5668\uff0c\u5b83\u5728\u8fd9\u91cc\u4e0e\u6570\u7801\u7ba1\u914d\u5408\u4f7f\u7528\uff0c\u88682\u5217\u51fa\u4e8674LS47\u7684\u771f\u503c\u8868\uff0c\u8868\u793a\u51fa\u4e86\u5b83\u4e0e\u6570\u7801\u7ba1\u4e4b\u95f4\u7684\u5173\u7cfb\u3002
\u88682
\u8f93 \u5165 \u8f93 \u51fa \u663e\u793a\u6570\u5b57\u7b26\u53f7
LT(\u2014\u2014) RBI(\u2014\u2014-) A3 A2 A1 A0 BI(\u2014)/RBO(\u2014\u2014\u2014)
a(\u2014) b(\u2014) c(\u2014) d(\u2014) e(\u2014) f(\u2014) g(\u2014)
1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0
1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1
1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2
1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 3
1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 4
1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 5
1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 6
1 X 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 7
1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 8
1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 9
X X X X X X 0 1 1 1 1 1 1 1 \u7184\u706d
1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 \u7184\u706d
0 X X X X X 1 0 0 0 0 0 0 0 8
(1)LT(\u2014\u2014)\uff1a\u8bd5\u706f\u8f93\u5165\uff0c\u662f\u4e3a\u4e86\u68c0\u67e5\u6570\u7801\u7ba1\u5404\u6bb5\u662f\u5426\u80fd\u6b63\u5e38\u53d1\u5149\u800c\u8bbe\u7f6e\u7684\u3002\u5f53LT(\u2014\u2014)=0\u65f6\uff0c\u65e0\u8bba\u8f93\u5165A3 \uff0cA2 \uff0cA1 \uff0cA0\u4e3a\u4f55\u79cd\u72b6\u6001\uff0c\u8bd1\u7801\u5668\u8f93\u51fa\u5747\u4e3a\u4f4e\u7535\u5e73\uff0c\u82e5\u9a71\u52a8\u7684\u6570\u7801\u7ba1\u6b63\u5e38\uff0c\u662f\u663e\u793a8\u3002
(2)BI(\u2014)\uff1a\u706d\u706f\u8f93\u5165\uff0c\u662f\u4e3a\u63a7\u5236\u591a\u4f4d\u6570\u7801\u663e\u793a\u7684\u706d\u706f\u6240\u8bbe\u7f6e\u7684\u3002BI(\u2014)=0\u65f6\u3002\u4e0d\u8bbaLT(\u2014\u2014)\u548c\u8f93\u5165A3 \uff0cA2 \uff0cA1\uff0cA0\u4e3a\u4f55\u79cd\u72b6\u6001\uff0c\u8bd1\u7801\u5668\u8f93\u51fa\u5747\u4e3a\u9ad8\u7535\u5e73\uff0c\u4f7f\u5171\u9633\u6781\u6570\u7801\u7ba1\u7184\u706d\u3002
(3)RBI(\u2014\u2014-)\uff1a\u706d\u96f6\u8f93\u5165\uff0c\u5b83\u662f\u4e3a\u4f7f\u4e0d\u5e0c\u671b\u663e\u793a\u76840\u7184\u706d\u800c\u8bbe\u5b9a\u7684\u3002\u5f53\u5bf9\u6bcf\u4e00\u4f4dA3= A2 =A1 =A0=0\u65f6\uff0c\u672c\u5e94\u663e\u793a0\uff0c\u4f46\u662f\u5728RBI(\u2014\u2014-)=0\u4f5c\u7528\u4e0b\uff0c\u4f7f\u8bd1\u7801\u5668\u8f93\u51fa\u5168\u4e3a\u9ad8\u7535\u5e73\u3002\u5176\u7ed3\u679c\u548c\u52a0\u5165\u706d\u706f\u4fe1\u53f7\u7684\u7ed3\u679c\u4e00\u6837\uff0c\u5c060\u7184\u706d\u3002
(4)RBO(\u2014\u2014\u2014)\uff1a\u706d\u96f6\u8f93\u51fa\uff0c\u5b83\u548c\u706d\u706f\u8f93\u5165BI(\u2014)\u5171\u7528\u4e00\u7aef\uff0c\u4e24\u8005\u914d\u5408\u4f7f\u7528\uff0c\u53ef\u4ee5\u5b9e\u73b0\u591a\u4f4d\u6570\u7801\u663e\u793a\u7684\u706d\u96f6\u63a7\u5236\u3002
3\u3001\u8bd1\u7801\u5668\u4e0e\u663e\u793a\u5668\u7684\u914d\u5957\u4f7f\u7528
\u8bd1\u7801\u662f\u628a\u7ed9\u5b9a\u7684\u4ee3\u7801\u8fdb\u884c\u7ffb\u8bd1\uff0c\u672c\u8bbe\u8ba1\u5373\u662f\u5c06\u65f6\u3001\u5206\u3001\u79d2\u8ba1\u6570\u5668\u8f93\u51fa\u7684\u56db\u4f4d\u4e8c\u8fdb\u5236\u6570\u4ee3\u7801\u7ffb\u8bd1\u4e3a\u76f8\u5e94\u7684\u5341\u8fdb\u5236\u6570\uff0c\u5e76\u901a\u8fc7\u663e\u793a\u5668\u663e\u793a\uff0c\u901a\u5e38\u663e\u793a\u5668\u4e0e\u8bd1\u7801\u5668\u662f\u914d\u5957\u4f7f\u7528\u7684\u3002\u6211\u4eec\u9009\u7528\u7684\u4e03\u6bb5\u8bd1\u7801\u9a71\u52a8\u5668\uff0874LS47\uff09\u548c\u6570\u7801\u7ba1\uff08LED\uff09\u662f\u5171\u9633\u6781\u63a5\u6cd5\uff08\u9700\u8981\u8f93\u51fa\u4f4e\u7535\u5e73\u6709\u6548\u7684\u8bd1\u7801\u5668\u9a71\u52a8\uff09\u3002\u8bd1\u7801\u663e\u793a\u7535\u8def\u5982\u56fe6\u6240\u793a\u3002
\u56fe6 \u8bd1\u7801\u663e\u793a\u7535\u8def
\uff08\u4e94\uff09\u6821\u65f6\u7535\u8def
1\u3001RS\u89e6\u53d1\u5668\uff08\u89c1\u56fe7\uff09
\u56fe7 \u57fa\u672cRS\u89e6\u53d1\u5668
R(\u2014) S(\u2014)
Q Q(\u2014)
\u8bf4 \u660e
0 1
1 0
1 1
0 0 0
1
0\u62161
1 1
0
1\u62160
1 \u7f6e0
\u7f6e1
\u4fdd\u6301\u539f\u6765\u72b6\u6001
\u4e0d\u6b63\u5e38\u72b6\u6001\uff0c0\u4fe1\u53f7\u6d88\u5931\u540e\uff0c\u89e6\u53d1\u5668\u72b6\u6001\u4e0d\u5b9a
2\u3001\u65e0\u9707\u98a4\u5f00\u5173\u7535\u8def
\u65e0\u9707\u98a4\u5f00\u5173\u7535\u8def\u7684\u539f\u7406\uff1a\uff08\u89c1\u56fe8\uff09\u5f53\u5f00\u5173K\u7684\u5200\u6273\u54111\u70b9\u65f6\uff0cS(\u2014)=0\uff0cR(\u2014)=1\uff0c\u89e6\u53d1\u5668\u7f6e1\u3002S(\u2014)\u7aef\u7531\u4e8e\u5f00\u5173K\u7684\u9707\u98a4\u800c\u65ad\u7eed\u63a5\u5730\u51e0\u6b21\u65f6\uff0c\u4e5f\u6ca1\u6709\u4ec0\u4e48\u5f71\u54cd\uff0c\u89e6\u53d1\u5668\u7f6e1\u540e\u5c06\u4fdd\u63011\u72b6\u6001\u4e0d\u53d8\u3002\u56e0\u4e3aK\u9707\u98a4\u53ea\u662f\u4f7fS(\u2014)\u7aef\u79bb\u5f00\u5730\uff0c\u800c\u4e0d\u81f3\u4e8e\u4f7fR(\u2014)\u7aef\u63a5\u5730\uff0c\u89e6\u53d1\u5668\u53ef\u9760\u7f6e1\u3002
\u5f53\u5f00\u5173K\u4eceS(\u2014)\u7aef\u6273\u5411R(\u2014)\u7aef\u65f6\uff0c\u6709\u540c\u6837\u7684\u6548\u679c\uff0c\u89e6\u53d1\u5668\u53ef\u9760\u7f6e0\u3002\u4eceQ\u7aef\u6216Q(\u2014)\u7aef\u53cd\u6620\u5f00\u5173\u7684\u52a8\u4f5c\uff0c\u8f93\u51fa\u7535\u5e73\u662f\u7a33\u5b9a\u7684\u3002
3\u3001\u6821\u65f6\u7535\u8def\u7684\u5b9e\u73b0\u539f\u7406
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题目： 数字电子时钟课程设计
目 录
一、设计任务及设计要求…………………………………………（3）
二、设计方案论证 ………………………….. …………. （3）
1.总体方案及框图
2.各部分论证
三、单元电路设计…………………………………………………（4）
1.振荡器 ………………………………………………………（4）
2. 秒、分、时计数器…………………………………………（5）
3. 显示译码/驱动器和LED七段数码显示管……………….（6）
4. 分频器……………………………………………………（7）
5. 报时电路…………………………………………………（9）
四、总体电路设计及原理………………………………………（13）
五、元器件明细表………………………………………………（10）
六、心得体会……………………………………………………（11）
七、参考文献……………………………………………………（11）
一、设计任务及设计要求
1.设计任务
数字电子钟的逻辑电路
2.设计要求
（1）由晶振电路产生1HZ的校准秒信号。
（2）设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示切且具有校时、校分、校秒的功。
（3）整点报时功能。要求整点差10秒开始每隔1秒鸣叫一次，共五次，每次持续时间为一秒，前五次为500赫兹的声音，最后依次为1000赫兹的声音。
（4）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装和调试。
（5）划出框图和逻辑电路图，写出设计，实验总结报告。
二、设计方案论证
数字钟原理框图如图1所示，电路一般包括以下几个部分：振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路。
图一
对于各个部分而言
数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。
数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，他应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。
为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
能进行整点报时。在从59分50秒开始，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。
三、单元电路设计
1. 各独立功能部件的设计
（1） 、振荡器
振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号振荡频率的精度和
稳定度决定了数字钟的质量。第一种方
案采用石英晶体振荡器，如图二。使用
振荡频率为32768HZ的石英晶体和反
向器构成一个稳定性极好、精度较高
的时间信号源。改变电容C可以
图 二 石英晶体振荡器
振荡器的频率进行微调，再通过一个反相器，输出32768HZ的方波将此方波的频率进行15次二分频后，在输出端刚好可得到频率为1HZ的脉冲信号。
第二种方案如图三采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。输出的脉冲频率为fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若参数选择：R1=R2=10K欧姆，C1=47uF时，可以得到秒脉冲信号。
图三 方波信号发生器
附555定时器的功能表
输 出 输 出
阀值输入（v11） 触发输入（v12） 复位（RD） 输出（VO） 发电管T
× × 0 0 导通
<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止
>2/3VCC >1/3VCC 1 0 导通
<2/3VCC >1/3VCC 1 不变 不变
（2） 秒、分、时计数器
U1到U6 六个74LS161构成数字钟的秒、分、时计数器。
U1、U2共同构成秒计数器，它由两个74LS161构成六--十进制的计数器，如图四。U1作为秒个位十进制计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，秒信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U2秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。
U2作为秒十位六进制计数器，它的计数脉冲输入受到秒个位U1的控制，其计数器使能端EP、ET与U1的输出端C相连接。当U2计数器计到0011，即清零信号到复位输入端时，Q1、Q2、Q3、Q4输出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒十位的计时值送至秒十位七段显示译码/驱动器。
U3 、U4分别构成分个位十进制和分十位六进制计数器，如图四。U3、U4与U1、U2的连接方法相似。当计数器输出为01011001状态，U3（U1）、U4（U2）的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了六十进制计数器。
图四 六十进制计数器
U5、U6共同构成时计数器，它由两个74LS161构成六十进制的计数器
如图五。U5作为时十位计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，时信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U6秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。当计数器输出为00100100状态，U5、U6的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了二十四进制计数器。
U12
图五 二十四进制计数器
（3） 显示译码/驱动器和LED七段数码显示管
六个74LS248集成电路构成数字钟的七段数码显示管显示译码/驱动器。74LS248七段显示译码器输出高电平有效，将8421BCD码译成七段（a、b、c、d、e、f、g）输出，用以直接驱动LED七段数码显示对应的十进制数。74LS248的显示功能：
显示功能见功能表的上半部分。[DCBA]是二进制码输入，要正确的执行显示功能，有关的功能端必须接合适的逻辑电平，这些功能端的作用随后介绍。对于0～9输入，[DCBA]相当BCD8421码。当超过9以后，译码器仍然有字型输出，具体见图六。当[DCBA]=1111时，数码管熄灭。实验时要在笔划段电极串联电阻，以保护LED数码管。
表1 中规模显示译码器74LS248的功能表
图六 74LS248显示字型与输入的对应关系
如图七，六个LED七段数码显示管利用不同发光段组合的方式显示不同数码，都采用+5V电源作为每段发光二极管的驱动电源。需要发光的段为高电平，不发光的段为低电平。设计中采用共阴极数码管，每段发光二极管的正向降压，随显示光的颜色有所不同，通常约2V～3V，点亮电流在5～10mA。六个LED七段数码显示管分别显示秒个位、十位；分个位、十位；时个位、十位的计数十进制数
图七 显示译码/驱动器和数码显示管
（4）分频器
分频器电路是由三个74LS90构成，如图八。74LS90是异步十进制计数器，它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。将QA与CP2相连，计数脉冲由CP1端输入，输出由QA～QD引出，即得到十进制计数器。只有在复位输入R0(1)= R0(2)=0和置位输入S9(1)= S9(2)=0时，才能够在计数脉冲（下降沿）作用下实现二—五—十进制加计算。因为要对输入的脉冲进行三次10分频，三片74LS90的复位输入R0(1)、 R0(2)和置位输入S9(1) 、S9(2)都接低电平。振荡器输出的方波脉冲计数器作为U1的CP1端的输入时钟脉冲，U1的QD端的输出脉冲作为U2的CPA端的输入时钟脉冲，U2的QD端的输出脉冲作为U3的CP1端的输入时钟脉冲，U3的QD端的输出脉冲fO=fS/103¬¬¬¬¬¬¬=1HZ，即为秒信号方波脉冲，成为秒、分、时计数器的计数脉冲和时间校准信号。
将JK触发器的J、K端都接在高电平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每输入一个时钟脉冲后，触发器翻转一次，触发器处于计数状态。经过触发器的二分频，Q端输出为500HZ的脉冲作为低音脉冲。
经过U1、U2计数器的二次十分频，输出的脉冲频率为10HZ，作为秒校时脉冲。
图八 分频器
附74LS90二—五—十进制计数器功能图
复位输入 置位输入 输出
R0(1) R0(2) S9(1) S9(2) QA QB QC QD
H H L × L L L L
H H × L L L L L
× × H H H L L H
L × L × 计数
L × × L 计数
× L L × 计数
× L × L 计数
JK触发器的功能表
J K Qn Qn+1 说明
0 0 0 0 输出状态不变
1 1
0 1 0 0 输出状态与J端状态相同
1 0
1 0 0 1 输出状态与K端状态相同
1 1
1 1 0 1 每输入一个脉冲输出状态改变一次
1 0
（五）报时电路
整点报时电路要求在每个整点发出音响，因此需要对每个整点进行时间译码，以其输出驱动音响控制电路。如图九。
若要在每一整点发出五低音、一高音报时，需要对59分50秒到59分59秒进行时间译码。QD4～QA4是分十位输出，QD3～QA3是分个位输出，QD2～QA2是秒十位输出，QD1～QA1秒个位输出。在59分时，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒时，B= QC2 QA2=1；秒个位为0、2、4、6、8秒时，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1仅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒时等于1，故可以用F1作低音的控制信号。
当计数器每计到59分59秒时，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此时F2=AD=1。把F2接至JK触发器控制端J端，CP端加秒脉冲，则再计1秒到达整点时F3=1,故可用F3作一次高音控制信号。
用F1控制5次低音、F3控制高音，经音响放大器放大，每当“分”和“秒”计数器累计到59分50、52、54、56、58秒发出频率为500HZ的五次低音，0分0秒时发出频率为1000HZ的一次高音，每次音响的时间均为一秒钟，实现了整点报时的功能。
图九 整点报时电路
四、原理图（见最后一页）
五、元器件明细表
序号 元器件名称 型号规格 数量（个） 备注
U0 集成定时器 5G555定时器 1 构成多谐振荡器
U1～U6 同步加法计数器 74161 6 构成模加法计数器
U7～U9 异步十进制计数器 74LS90 3 构成分频器
U10 七端显示译码器 74LS248 6 分别显示秒、分、时的数字
U11～U12 与非门 多输入与非门 2
U13 J-K触发器 1
C1、C2 电容 2 C1=C2=104pf
R1 R2 电阻 2 R1 =2K、R2=5.1K
R、R` 电阻 2 R=1k,R`=47
U14 U20 门器件 非门 1
U15～U19 门器件 与门 6 多输入与门
U21～U23 门器件 与非门 3 多输入与非门
U24 触发器 J-K触发器 1
U25 晶体三级管 1
U26 喇叭 1 实现闹铃
六、设计体会
在整个课程设计完后，总的感觉是：有收获。以前上课都是上一些最基本的东西，而现在却可以将以前学的东西作出有实际价值的东西。在这个过程中，我的确学得到很多在书本上学不到的东西，如：如何利用现有的元件组装得到设计要求，如何找到错误的原因，如何利用计算机来画图等等。但也遇到了不少的挫折，有时遇到了一个错误怎么找也找不到原因所在，找了老半天结果却是芯片的管脚接错了，有时更是忘接电源了。在学习中的小问题在课堂上不可能犯，在动手的过程中却很有可能犯。特别是在接电路时，一不小心就会犯错，而且很不容易检查出来。但现在回过头来看，还是挺有成就感的。
数字电子时钟课程设计
题目： 数字电子时钟课程设计
目 录
一、设计任务及设计要求…………………………………………（3）
二、设计方案论证 ………………………….. …………. （3）
1.总体方案及框图
2.各部分论证
三、单元电路设计…………………………………………………（4）
1.振荡器 ………………………………………………………（4）
2. 秒、分、时计数器…………………………………………（5）
3. 显示译码/驱动器和LED七段数码显示管……………….（6）
4. 分频器……………………………………………………（7）
5. 报时电路…………………………………………………（9）
四、总体电路设计及原理………………………………………（13）
五、元器件明细表………………………………………………（10）
六、心得体会……………………………………………………（11）
七、参考文献……………………………………………………（11）
一、设计任务及设计要求
1.设计任务
数字电子钟的逻辑电路
2.设计要求
（1）由晶振电路产生1HZ的校准秒信号。
（2）设计一个有“时”、“分”、“秒”（23小时59分59秒）显示切且具有校时、校分、校秒的功。
（3）整点报时功能。要求整点差10秒开始每隔1秒鸣叫一次，共五次，每次持续时间为一秒，前五次为500赫兹的声音，最后依次为1000赫兹的声音。
（4）用中小规模集成电路组成电子钟，并在实验箱上进行组装和调试。
（5）划出框图和逻辑电路图，写出设计，实验总结报告。
二、设计方案论证
数字钟原理框图如图1所示，电路一般包括以下几个部分：振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路。
图一
对于各个部分而言
数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。
数字钟计时周期是24小时，因此必须设置24小时计数器，他应由模为60的秒计数器和分计数器及模为24的时计数器组成，秒、分、时由七段数码管显示。
为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时操作。
能进行整点报时。在从59分50秒开始，每隔2秒钟发出一次低音“嘟”的信号，连续五次，最后一次要求最高音“嘀”的信号，此信号结束即达到正点。
三、单元电路设计
1. 各独立功能部件的设计
（1） 、振荡器
振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号振荡频率的精度和
稳定度决定了数字钟的质量。第一种方
案采用石英晶体振荡器，如图二。使用
振荡频率为32768HZ的石英晶体和反
向器构成一个稳定性极好、精度较高
的时间信号源。改变电容C可以
图 二 石英晶体振荡器
振荡器的频率进行微调，再通过一个反相器，输出32768HZ的方波将此方波的频率进行15次二分频后，在输出端刚好可得到频率为1HZ的脉冲信号。
第二种方案如图三采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。输出的脉冲频率为fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。若参数选择：R1=R2=10K欧姆，C1=47uF时，可以得到秒脉冲信号。
图三 方波信号发生器
附555定时器的功能表
输 出 输 出
阀值输入（v11） 触发输入（v12） 复位（RD） 输出（VO） 发电管T
× × 0 0 导通
<2/3VCC <1/3VCC 1 1 截止
>2/3VCC >1/3VCC 1 0 导通
<2/3VCC >1/3VCC 1 不变 不变
（2） 秒、分、时计数器
U1到U6 六个74LS161构成数字钟的秒、分、时计数器。
U1、U2共同构成秒计数器，它由两个74LS161构成六--十进制的计数器，如图四。U1作为秒个位十进制计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，秒信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U2秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。
U2作为秒十位六进制计数器，它的计数脉冲输入受到秒个位U1的控制，其计数器使能端EP、ET与U1的输出端C相连接。当U2计数器计到0011，即清零信号到复位输入端时，Q1、Q2、Q3、Q4输出的都是零。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒十位的计时值送至秒十位七段显示译码/驱动器。
U3 、U4分别构成分个位十进制和分十位六进制计数器，如图四。U3、U4与U1、U2的连接方法相似。当计数器输出为01011001状态，U3（U1）、U4（U2）的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了六十进制计数器。
图四 六十进制计数器
U5、U6共同构成时计数器，它由两个74LS161构成六十进制的计数器
如图五。U5作为时十位计数器，它的复位输入RD、和置位输入LD都接低电平，时信号脉冲作为计数脉冲输入到CP1端，输出端C控制U6秒十位计数器的计数脉冲输入。Q1、Q2、Q3、Q4作为秒个位的计时值送至秒个位七段显示译码/驱动器。当计数器输出为00100100状态，U5、U6的LD端同时为“0”，使计数器立即返回到00000000状态。这样就构成了二十四进制计数器。
U12
1
图五 二十四进制计数器
（3） 显示译码/驱动器和LED七段数码显示管
六个74LS248集成电路构成数字钟的七段数码显示管显示译码/驱动器。74LS248七段显示译码器输出高电平有效，将8421BCD码译成七段（a、b、c、d、e、f、g）输出，用以直接驱动LED七段数码显示对应的十进制数。74LS248的显示功能：
显示功能见功能表的上半部分。[DCBA]是二进制码输入，要正确的执行显示功能，有关的功能端必须接合适的逻辑电平，这些功能端的作用随后介绍。对于0～9输入，[DCBA]相当BCD8421码。当超过9以后，译码器仍然有字型输出，具体见图六。当[DCBA]=1111时，数码管熄灭。实验时要在笔划段电极串联电阻，以保护LED数码管。
表1 中规模显示译码器74LS248的功能表
十进制
或功能 输 入 输 出
D C B A a b c d e f g
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H H
´
´
´
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´
´ L L L L
L L L H
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L H L H
L H H L
L H H H H
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H
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H
H
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H
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H
H
H
H H H H H H H L
L H H L L L L
H H L H H L H
H H H H L L H
L H H L L H H
H L H H L H H
H L H H H H H
H H H L L L L
图六 74LS248显示字型与输入的对应关系
如图七，六个LED七段数码显示管利用不同发光段组合的方式显示不同数码，都采用+5V电源作为每段发光二极管的驱动电源。需要发光的段为高电平，不发光的段为低电平。设计中采用共阴极数码管，每段发光二极管的正向降压，随显示光的颜色有所不同，通常约2V～3V，点亮电流在5～10mA。六个LED七段数码显示管分别显示秒个位、十位；分个位、十位；时个位、十位的计数十进制数
图七 显示译码/驱动器和数码显示管
（4）分频器
分频器电路是由三个74LS90构成，如图八。74LS90是异步十进制计数器，它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。将QA与CP2相连，计数脉冲由CP1端输入，输出由QA～QD引出，即得到十进制计数器。只有在复位输入R0(1)= R0(2)=0和置位输入S9(1)= S9(2)=0时，才能够在计数脉冲（下降沿）作用下实现二—五—十进制加计算。因为要对输入的脉冲进行三次10分频，三片74LS90的复位输入R0(1)、 R0(2)和置位输入S9(1) 、S9(2)都接低电平。振荡器输出的方波脉冲计数器作为U1的CP1端的输入时钟脉冲，U1的QD端的输出脉冲作为U2的CPA端的输入时钟脉冲，U2的QD端的输出脉冲作为U3的CP1端的输入时钟脉冲，U3的QD端的输出脉冲fO=fS/103¬¬¬¬¬¬¬=1HZ，即为秒信号方波脉冲，成为秒、分、时计数器的计数脉冲和时间校准信号。
将JK触发器的J、K端都接在高电平，Qn+1=JQn+KQn=Qn,每输入一个时钟脉冲后，触发器翻转一次，触发器处于计数状态。经过触发器的二分频，Q端输出为500HZ的脉冲作为低音脉冲。
经过U1、U2计数器的二次十分频，输出的脉冲频率为10HZ，作为秒校时脉冲。
图八 分频器
附74LS90二—五—十进制计数器功能图
复位输入 置位输入 输出
R0(1) R0(2) S9(1) S9(2) QA QB QC QD
H H L × L L L L
H H × L L L L L
× × H H H L L H
L × L × 计数
L × × L 计数
× L L × 计数
× L × L 计数
JK触发器的功能表
J K Qn Qn+1 说明
0 0 0 0 输出状态不变
1 1
0 1 0 0 输出状态与J端状态相同
1 0
1 0 0 1 输出状态与K端状态相同
1 1
1 1 0 1 每输入一个脉冲输出状态改变一次
1 0
（五）报时电路
整点报时电路要求在每个整点发出音响，因此需要对每个整点进行时间译码，以其输出驱动音响控制电路。如图九。
若要在每一整点发出五低音、一高音报时，需要对59分50秒到59分59秒进行时间译码。QD4～QA4是分十位输出，QD3～QA3是分个位输出，QD2～QA2是秒十位输出，QD1～QA1秒个位输出。在59分时，A= QC4 QA4 QD3 QA3=1；在50秒时，B= QC2 QA2=1；秒个位为0、2、4、6、8秒时，QA1=0,C= QA1=1；因而F1=ABC= QC4QA4 QD3 QA3 QC2 QA2 QA1仅在59分50秒、52秒、54秒、56秒、58秒时等于1，故可以用F1作低音的控制信号。
当计数器每计到59分59秒时，A= QC4 QA4 QD3QA3=1,D= QC2 QA2 QD1 QA1=1,此时F2=AD=1。把F2接至JK触发器控制端J端，CP端加秒脉冲，则再计1秒到达整点时F3=1,故可用F3作一次高音控制信号。
用F1控制5次低音、F3控制高音，经音响放大器放大，每当“分”和“秒”计数器累计到59分50、52、54、56、58秒发出频率为500HZ的五次低音，0分0秒时发出频率为1000HZ的一次高音，每次音响的时间均为一秒钟，实现了整点报时的功能。
图九 整点报时电路
四、原理图（见最后一页）
五、元器件明细表
序号 元器件名称 型号规格 数量（个） 备注
U0 集成定时器 5G555定时器 1 构成多谐振荡器
U1～U6 同步加法计数器 74161 6 构成模加法计数器
U7～U9 异步十进制计数器 74LS90 3 构成分频器
U10 七端显示译码器 74LS248 6 分别显示秒、分、时的数字
U11～U12 与非门 多输入与非门 2
U13 J-K触发器 1
C1、C2 电容 2 C1=C2=104pf
R1 R2 电阻 2 R1 =2K、R2=5.1K
R、R` 电阻 2 R=1k,R`=47
U14 U20 门器件 非门 1
U15～U19 门器件 与门 6 多输入与门
U21～U23 门器件 与非门 3 多输入与非门
U24 触发器 J-K触发器 1
U25 晶体三级管 1
U26 喇叭 1 实现闹铃
六、设计体会
在整个课程设计完后，总的感觉是：有收获。以前上课都是上一些最基本的东西，而现在却可以将以前学的东西作出有实际价值的东西。在这个过程中，我的确学得到很多在书本上学不到的东西，如：如何利用现有的元件组装得到设计要求，如何找到错误的原因，如何利用计算机来画图等等。但也遇到了不少的挫折，有时遇到了一个错误怎么找也找不到原因所在，找了老半天结果却是芯片的管脚接错了，有时更是忘接电源了。在学习中的小问题在课堂上不可能犯，在动手的过程中却很有可能犯。特别是在接电路时，一不小心就会犯错，而且很不容易检查出来。但现在回过头来看，还是挺有成就感的。
七、参考文献
姚福安. 电子电路设计与实践. 山东科学技术出版社第一版. 2002
杨志亮. 电路原理图设计技术. 西北工业大学出版社第一版. 2003
阎石 . 数字电子技术基础.. 高等教育出版社第四版. 1998
童诗白.模拟电子技术基础 . 高等教育出版社第三版 . 2001
康华光.电子技术基础. 高等教育出版社. 2002
苏止丽.数字电子电路实验.武汉理工大学. 2003
陈明义. 电子技术课程设计使用教程 中南大学出版社第一版. 2002
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