【文章內(nèi)容簡介】 電路。由振蕩電路形成秒脈沖信號，秒脈沖信號輸入計數(shù)器進行計數(shù)，并把累計結(jié)果以 “時 ”、 “分 ”“秒 ”的數(shù)字顯示出來。秒計數(shù)器電路計滿 60 后觸發(fā)分計數(shù)器電路，分、計數(shù)器電路計滿 60 后觸發(fā)時計數(shù)器電路，當計滿 24 小時后又開始下一輪的循環(huán)計數(shù)。一般由振蕩電路、計數(shù)器、數(shù)碼顯示器等幾部分組成。 振蕩電路：主要用來產(chǎn)生時間標準信號， NE555 組 成的多諧振電路產(chǎn)生，由但是因為時鐘的精度主要取決于時間標準信號的頻率及穩(wěn)定度，所以一般采用石英晶體振蕩器。 分頻器：因為振蕩器產(chǎn)生的標準信號頻率很高，要是要得到 “秒 ”信號，需 一定級數(shù)的分頻器進行分頻。 計數(shù)器：有了 “秒 ”信號，則可以根據(jù) 60 秒為 1 分，小時為 1 天的進制， 24 分別設定 “時 ”、 “分 ”、 “秒 ”的計數(shù)器，分別為 60 進制， 60 進制 ， 24 進制計數(shù)器，并輸出一分，一小時的進位信號。 電子技術(shù)課程設計 數(shù)字電子鐘的設計 5 第 2 章 系統(tǒng)硬件設計 74LS90N 芯片介紹 1．集成二進制計數(shù)器 74LS90N 74LS90N 是 4 位二進制同步 加法計數(shù)器，除了有二進制加法計數(shù)功能外，還具有異步清零、同步并行置數(shù) 、保持等功能。 74LS90N 的邏輯電路圖和引腳排列圖如圖 1所示， CR 是異步清零端， LD 是預置數(shù)控制端， D0 ， D1， D2， D3 是預置數(shù)據(jù)輸人端，P 和 T 是計數(shù)使能端， C 是進位輸出端，它的設置為多片集成計數(shù)器的級聯(lián)提供了方便。 74LS90N 的功能表如表 1 所示。由表可知， 74LS90N 具有以下功能。 7 4 L S 9 0 N1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 81 2 3 4 5 6 7C PBN C QAQDG N DQBCAR0 ( 1 )R0 ( 2 )N C VC CS9 ( 1 )SQ9 ( 2 )C P 圖 74LS90N 引腳排列 （ 1）異步清零功能 當 CR＝ 0 時，不管其他輸人端的狀態(tài)如何（包括時鐘信號 CP）， 4 個觸發(fā)器的輸出全為零。 （ 2）同步并行預置數(shù)功能 在 CR＝ 1 的條件下，當 LD＝ 0 且有時鐘脈沖 CP 的上升沿作用時， D3， D2， D1，D0 輸入端的數(shù)據(jù)將分別被 Q3～ Q0 所接收。由于置數(shù)操作必須有 CP 脈沖上升沿相配合，故稱為同步置數(shù)。 （ 3）保持功能 在 CR=LD＝ 1 的條件下，當 T＝ P＝ 0 時，不管有無 CP 脈沖作用，計數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變（停止計數(shù)）。 （ 4）同步二進制計數(shù)功能 當 CR＝ LD＝ P＝ T＝ 1 時， 74LS90N 處于計數(shù)狀態(tài)，電路從 0000 狀態(tài)開始，連 續(xù)電子技術(shù)課程設計 數(shù)字電子鐘的設計 6 輸入 16 個計數(shù)脈沖后，電路 將從 1111 狀態(tài)返回到 0000 狀態(tài)，狀態(tài)表見表 2。 （ 5）進位輸出 C 當計數(shù)控制端 T＝ 1，且觸發(fā)器全為 1 時，進位輸出為 1，否則為零。 若輸入計數(shù)器的 CP 脈沖頻率為 f，則從 Qo 端輸出脈沖頻率為 f/2，通常也稱 Qo端輸出信號是輸人計數(shù)脈沖 CP 的 2 分頻信號， Q1 端輸出信號是輸人計數(shù)脈沖 CP 的4 分頻信號， Q4 端輸出信號是輸人計數(shù)脈沖 CP 的 16 分頻 信號。 N 進制計數(shù)器可實現(xiàn) n分頻。 2．十進制計數(shù)器 二進制計數(shù)器電路簡單，運算也方便，但人們最習慣的是十進制，所以在應用中常使用十進制計 數(shù)器。使用較多的十進制計數(shù)器是按照 8421BCD 碼進行計數(shù)的電路，計數(shù)器由 “0000”狀態(tài)開始計 數(shù)，每 10 個脈沖一個循環(huán)，也就是第 10 個脈沖到來時，由 “1001”變?yōu)?“0000”，就實現(xiàn)了 “逢十進一 ” ，同時產(chǎn)生一個進位信號。 74LS90N 是集成同步十進制計數(shù)器，它是按 8421BCD 碼進行加法計數(shù)的， 74LS160 的引腳圖、邏輯功能與 74LS90N 相同，只是計數(shù)狀態(tài)是按照十進制加法規(guī)律來計數(shù)的，因此不再重述。 譯碼顯示器介紹 譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定的代碼進行 “翻譯 ”，變成相應的狀態(tài)，使輸出通道中相應的一路有信號輸出。譯碼器在數(shù)字系統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存儲器尋址和組合控制信號等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類。在電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器 74LS48，用 74LS48 把輸入的 8421BCD 碼 ABCD 譯成七段輸出 ag，再由七段數(shù)碼管顯示相應的數(shù)。七段顯示器，它由 a~g七個光段，從 0~9 十個數(shù)碼將有其中不同的光段組合而成。半導體七段顯示器的每個光段都是一個發(fā)光二極管。 發(fā)光二極管和普通二極管一樣，具有單向 導電性，當外加反向電壓時，處于截止狀態(tài)；當外加正向電壓而且足夠大時，才處于導通狀態(tài)，而當正向電流足夠大時才能發(fā)光。 發(fā)光二極管的驅(qū)動電路，其中門電路均為集電極開路門（ OC） .當門處于導通狀態(tài)（即輸出為低電平）時，發(fā)光二極管因正向電壓太低而不可能發(fā)光；當門處于截止狀態(tài)時（即輸出電平為高電平）時，只要電阻 R 取值得當，發(fā)光二極管就會有足夠大的正向電流而發(fā)光，可見該電路為高電平驅(qū)動 。 當門電路處于導通狀態(tài)（即輸處為低電平）時，只要電阻 R 取值得當，發(fā)光二極管就會有足夠的正向電流，因而發(fā)光；當處于截止狀態(tài)（即輸處為高電 平）時，發(fā)光二極管正向電壓過小不足以使其導通，因而不會發(fā)光。則該電平為低電平驅(qū)動。 電子技術(shù)課程設計 數(shù)字電子鐘的設計 7 在管腳圖中，管腳 LT、 RBI、 BI/RBO 都是低電平是起作用，作用分別為： LT 為燈測檢查，用 LT 可檢查七段顯示器個字段是否能正常被點燃。 BI 是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。 RBI 是滅零輸入，可以按照需要將顯示的零予以熄滅。 BI/RBO 是共用輸出端， RBO稱為滅零輸出端，可以配合滅零輸出端 RBI，在多位十進制數(shù)表示時，把多余零位熄滅掉，以提高視圖的清晰度。 顯示器譯碼器計數(shù)器震蕩器 圖 系統(tǒng)硬件框圖 系統(tǒng)硬件框 圖 譯碼驅(qū)動 譯碼驅(qū)動 譯碼驅(qū)動譯碼驅(qū)動譯碼驅(qū)動 譯碼驅(qū)動時分位 時分位 分分位 分分位 秒分位 秒分位校對時 校對分脈沖發(fā)生器 圖 脈沖原理圖 2..4 總電路圖 電子技術(shù)課程設計 數(shù)字電子鐘的設計 8 圖 總電路 圖 電子技術(shù)課程設計 數(shù)字電子鐘的設計 9 第 3 章