【文章內(nèi)容簡介】 與 RC 組成的多諧振蕩器 ，經(jīng)過調(diào)整輸出 1000Hz 脈沖。 （ 2）時間計數(shù)器電路：時間計數(shù)電路由秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器及時個位和時十位計數(shù)器電路構(gòu)成，其中秒個位和秒十位計數(shù)器、分個位和分十位計數(shù)器為 60 進制計數(shù)器，時個位和時十位計數(shù)器為 24 進制計數(shù)器。 （ 3）譯 碼顯示電路：譯碼顯示電路將計數(shù)器輸出的 8421BCD 碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流，我們采用自帶譯碼功能的數(shù)碼管。 （ 4）整點報時電路： 一般時鐘都應具備整點報時電路功能 ,即在時間出現(xiàn)整點前數(shù)秒內(nèi) ,數(shù)字鐘會自動報時 。 其作用方式是 在整點前整點報時 秒計數(shù)器 9 的十秒內(nèi)，出現(xiàn)奇數(shù)秒時報時燈發(fā)光，從而實現(xiàn)在最后十秒內(nèi)閃爍五次，以示提醒。 （ 5）校時電路：由于數(shù)字鐘的初始時間不一定是標準時間，而且在數(shù)字鐘的運行過程中可能出現(xiàn)誤差，所以需要校時電路來對“時、分”顯示數(shù)字進行校對調(diào)整。 三、單 元電路設計 分秒計數(shù)器電路 分和秒的進制一樣，都采用 60 進制計數(shù)。本設計選用 74LS160 作為計數(shù)器，將一片 74LS160 設置成 10進制加法計數(shù)器，另一片設置成6 進制加法計數(shù)器。兩片 74LS160 按反饋清零法串接而成，當十位和個位總共計滿 60 個數(shù)后計數(shù)器清零。因為秒計數(shù)器的十位的輸出端QB、 QC 表示 6，秒計數(shù)器的十位的輸出端 QB、 QC 通過與非門輸出低電平脈沖用作自身清零，秒計數(shù)器的十位的輸出端 QB、 QC 通過與非門然后接一個非門輸出高電平脈沖作分計數(shù)器的輸入脈沖。秒計數(shù)器接受的信號為振蕩器經(jīng)分頻后輸出的 1HZ 的標準脈沖，秒計數(shù)器接受來自分頻器的 60 個 1HZ 脈沖后， QB、 QC 都為邏輯‘ 1’通過與門輸出一個進位脈沖給分計數(shù)器，通過與非門和非門輸出一個低電平 0給清零端，秒計數(shù)器清零。當分計數(shù)器接受 60 個來自秒計數(shù)器的進位信號后向時計數(shù)器的個位給出一個進位信號。秒、分計數(shù)器的計數(shù)規(guī)律是從 00—— 59—— 00。秒、分計時器電路： 10 圖 分秒計數(shù)器仿真電路圖 24 小時計數(shù)器電路 時鐘計數(shù)器設計為 24 進制計數(shù)，本設計選用 74LS160 作為計數(shù)器，開始將兩片 74LS160 都設置成十進制加法計數(shù)器，將時個位的QC 和時十位的 QB接到與非門，然后分別接到兩塊芯片的清零端，從而實現(xiàn) 24 進制。既個位計數(shù)器的狀態(tài)為 QD QC QB QA = 0100 、十位計數(shù)器的狀態(tài)為 QD QC QB QA = 0010 時，要求計數(shù)器歸零。把個位 QC、十位 QB 通過與非門的輸出信號送到個位和十位計數(shù)器的清零端，使計數(shù)器清零。計數(shù)規(guī)律是從 00—— 23—— 00。時計數(shù)器電路： 11 圖 24 小時計數(shù)器電路 整點報時電路 數(shù)字 鐘一般都應具備整點報時電路功能 ,即在時間出現(xiàn)整點前數(shù)秒內(nèi) ,數(shù)字鐘會自動報時 。 其作用方式是 在整點前的十秒內(nèi)，出現(xiàn)奇數(shù)秒 9 時報時燈發(fā)光，從而實現(xiàn)在最后十秒內(nèi)閃爍五次，以示提醒。 12 本設計采用 74LS151 數(shù)據(jù)選擇器選出整點前最后十秒內(nèi)的奇數(shù)秒。把秒計數(shù)個位的 QA、 QB、 QC 分別接到 74LS151 的 A、 B、 C 端，當 151 的輸入是 001 時，選擇輸出 D1，以此類推，當個位出現(xiàn) 9 時，‘ 9’的二進制數(shù) 1001 的后三位是 001 ，剛好就是十進制數(shù)的‘ 1’，從而就巧妙的讓只有三個數(shù)據(jù)輸入端的 74LS151 選出了本不能選出來的‘ 9’。我們通過多個與門選出當分鐘的十位為‘ 5’、個位為‘ 9’、秒鐘的十位為‘ 5’時的狀態(tài) ，將三個狀態(tài)與在一起后再非一下，連接到 74LS151 的 G`端，從而控制 74LS151 在五十九分五十秒的時候開始工作，零分零秒的時候停止工作。 74LS151 工作時，秒鐘是奇數(shù)秒時報時燈亮。整點報時電路圖： 13 圖 整點報時電路圖 校時電路設計 通過三個開關(guān)分別控制時、分、秒電路的脈沖輸入端 CLK，當要調(diào)時時就把控制時脈沖的開關(guān)打開，脈沖就直接輸給了時；同樣當要調(diào)節(jié)分和秒時，就分別把分、秒的脈沖開關(guān)打開實行調(diào)節(jié)，電路圖如下： 圖 校時電路圖 秒脈沖產(chǎn)生器 由振蕩器與分頻器組合產(chǎn)生秒脈沖信 號。 14 理論計算： 555 定時器的脈沖時間是由于 RC 充放電確定的。 根據(jù)三要素公式 ? ? 1)(1)0(1)(1)(1 RCteVcVcVctVc ??????? 充電過程 11)31(32 RCteV c cV c cV c cV c c ???? 充電時間 1)21()21(1 1 CRRCRRt ???? 放電過程 12)032(031 RCteV c cV c c ???? 放電時間 1 CRCRt ?? 一個周期 時間 fttt 121 ??? 頻率 121121 )2()2( 11 CRRCRRtf ????? 首先確定 C1= ， R2=，需要輸出頻率 f=1HZ，充放電時間算為 1 ms ，可以確定 R1=。圖 振蕩器電路圖： 15 四、 EWB 軟件和重要芯片的介紹 EWB 提供了仿真實驗和電路分析兩種