【文章內(nèi)容簡介】 電路。由振蕩電路形成秒脈沖信號(hào)，秒脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，并把累計(jì)結(jié)果以 “時(shí) ”、 “分 ”“秒 ”的數(shù)字顯示出來。秒計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)分計(jì)數(shù)器電路，分、計(jì)數(shù)器電路計(jì)滿 60 后觸發(fā)時(shí)計(jì)數(shù)器電路，當(dāng)計(jì)滿 24 小時(shí)后又開始下一輪的循環(huán)計(jì)數(shù)。一般由振蕩電路、計(jì)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(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)， NE555 組 成的多諧振電路產(chǎn)生，由但是因?yàn)闀r(shí)鐘的精度主要取決于時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)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?yàn)檎袷幤鳟a(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率很高，要是要得到 “秒 ”信號(hào)，需 一定級(jí)數(shù)的分頻器進(jìn)行分頻。 計(jì)數(shù)器：有了 “秒 ”信號(hào)，則可以根據(jù) 60 秒為 1 分，小時(shí)為 1 天的進(jìn)制， 24 分別設(shè)定 “時(shí) ”、 “分 ”、 “秒 ”的計(jì)數(shù)器，分別為 60 進(jìn)制， 60 進(jìn)制 ， 24 進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并輸出一分，一小時(shí)的進(jìn)位信號(hào)。 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì) 5 第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 74LS90N 芯片介紹 1．集成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS90N 74LS90N 是 4 位二進(jìn)制同步 加法計(jì)數(shù)器，除了有二進(jìn)制加法計(jì)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(yù)置數(shù)控制端， D0 ， D1， D2， D3 是預(yù)置數(shù)據(jù)輸人端，P 和 T 是計(jì)數(shù)使能端， C 是進(jìn)位輸出端，它的設(shè)置為多片集成計(jì)數(shù)器的級(jí)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(dāng) CR＝ 0 時(shí)，不管其他輸人端的狀態(tài)如何（包括時(shí)鐘信號(hào) CP）， 4 個(gè)觸發(fā)器的輸出全為零。 （ 2）同步并行預(yù)置數(shù)功能 在 CR＝ 1 的條件下，當(dāng) LD＝ 0 且有時(shí)鐘脈沖 CP 的上升沿作用時(shí)， 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(dāng) T＝ P＝ 0 時(shí)，不管有無 CP 脈沖作用，計(jì)數(shù)器都將保持原有狀態(tài)不變（停止計(jì)數(shù)）。 （ 4）同步二進(jìn)制計(jì)數(shù)功能 當(dāng) CR＝ LD＝ P＝ T＝ 1 時(shí)， 74LS90N 處于計(jì)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(shè)計(jì) 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì) 6 輸入 16 個(gè)計(jì)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(jìn)位輸出 C 當(dāng)計(jì)數(shù)控制端 T＝ 1，且觸發(fā)器全為 1 時(shí)，進(jìn)位輸出為 1，否則為零。 若輸入計(jì)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(hào)是輸人計(jì)數(shù)脈沖 CP 的 2 分頻信號(hào)， Q1 端輸出信號(hào)是輸人計(jì)數(shù)脈沖 CP 的4 分頻信號(hào)， Q4 端輸出信號(hào)是輸人計(jì)數(shù)脈沖 CP 的 16 分頻 信號(hào)。 N 進(jìn)制計(jì)數(shù)器可實(shí)現(xiàn) n分頻。 2．十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 二進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路簡單，運(yùn)算也方便，但人們最習(xí)慣的是十進(jìn)制，所以在應(yīng)用中常使用十進(jìn)制計(jì) 數(shù)器。使用較多的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器是按照 8421BCD 碼進(jìn)行計(jì)數(shù)的電路，計(jì)數(shù)器由 “0000”狀態(tài)開始計(jì) 數(shù)，每 10 個(gè)脈沖一個(gè)循環(huán)，也就是第 10 個(gè)脈沖到來時(shí)，由 “1001”變?yōu)?“0000”，就實(shí)現(xiàn)了 “逢十進(jìn)一 ” ，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號(hào)。 74LS90N 是集成同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它是按 8421BCD 碼進(jìn)行加法計(jì)數(shù)的， 74LS160 的引腳圖、邏輯功能與 74LS90N 相同，只是計(jì)數(shù)狀態(tài)是按照十進(jìn)制加法規(guī)律來計(jì)數(shù)的，因此不再重述。 譯碼顯示器介紹 譯碼器是一個(gè)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(jìn)行 “翻譯 ”，變成相應(yīng)的狀態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)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(chǔ)器尋址和組合控制信號(hào)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(yīng)的數(shù)。七段顯示器，它由 a~g七個(gè)光段，從 0~9 十個(gè)數(shù)碼將有其中不同的光段組合而成。半導(dǎo)體七段顯示器的每個(gè)光段都是一個(gè)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(dǎo)電性，當(dāng)外加反向電壓時(shí)，處于截止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)外加正向電壓而且足夠大時(shí)，才處于導(dǎo)通狀態(tài)，而當(dāng)正向電流足夠大時(shí)才能發(fā)光。 發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)電路，其中門電路均為集電極開路門（ OC） .當(dāng)門處于導(dǎo)通狀態(tài)（即輸出為低電平）時(shí)，發(fā)光二極管因正向電壓太低而不可能發(fā)光；當(dāng)門處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)（即輸出電平為高電平）時(shí)，只要電阻 R 取值得當(dāng)，發(fā)光二極管就會(huì)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(dòng) 。 當(dāng)門電路處于導(dǎo)通狀態(tài)（即輸處為低電平）時(shí)，只要電阻 R 取值得當(dāng)，發(fā)光二極管就會(huì)有足夠的正向電流，因而發(fā)光；當(dāng)處于截止?fàn)顟B(tài)（即輸處為高電 平）時(shí)，發(fā)光二極管正向電壓過小不足以使其導(dǎo)通，因而不會(huì)發(fā)光。則該電平為低電平驅(qū)動(dòng)。 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì) 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(gè)字段是否能正常被點(diǎn)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(jìn)制數(shù)表示時(shí)，把多余零位熄滅掉，以提高視圖的清晰度。 顯示器譯碼器計(jì)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(dòng) 譯碼驅(qū)動(dòng) 譯碼驅(qū)動(dòng)譯碼驅(qū)動(dòng)譯碼驅(qū)動(dòng) 譯碼驅(qū)動(dòng)時(shí)分位 時(shí)分位 分分位 分分位 秒分位 秒分位校對時(shí) 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(shè)計(jì) 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì) 8 圖 總電路 圖 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì) 9 第 3 章