基于multisim10的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與仿真(編輯修改稿)
2024-12-18 15:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 進(jìn)制計(jì)數(shù)器。并且每一個(gè)計(jì)數(shù)器均提供一個(gè)異步清零端（高電平有效）。數(shù)字鐘需要兩個(gè)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器分別作為分、秒的計(jì)數(shù)器。還需要一個(gè)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器來作為時(shí)進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。由于74LS90使用的經(jīng)濟(jì)性、普遍性和穩(wěn)定性，采用該類型的芯片來實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能。采用異步清零的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。個(gè)位用74LS90構(gòu)成十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，進(jìn)位輸出作為十位的計(jì)數(shù)輸入信號(hào)。十位采用反饋清零的方法將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90變成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，兩級(jí)電路組成1位60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。60進(jìn)制計(jì)數(shù)器=10（個(gè)位）6（十位）=00000110。24進(jìn)制計(jì)數(shù)器=100（0）8421BCD（十位）（0100）8421BCD（個(gè)位）=00100100 。表41 74LS90的功能表R01R02R91CP1CP2Qd Qc Qb Qa功能說明1100 0 0 0異步置0110 0 0 0011 0 0 1異步置9011 0 0 10↓二進(jìn)計(jì)數(shù)Qa輸出00↓五進(jìn)計(jì)數(shù)QdQcQb輸出0↓接Qa8421碼十進(jìn)計(jì)數(shù)QdQcQbQa輸出00接Qd↓58421碼十進(jìn)計(jì)數(shù)QaQdQcQb輸出 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器數(shù)字鐘的“分”和“秒”計(jì)數(shù)器均為60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，它們的個(gè)位都是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，而十位則是六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)規(guī)律為0001…585900…。選用74LS90作為“分”和“秒”的個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器。秒個(gè)位計(jì)數(shù)器單元為十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，無需進(jìn)制轉(zhuǎn)換，只需將QA與CP1(下降沿有效)相連即可。CP0（下降沿?zé)o效）與1Hz秒信號(hào)相連，秒十位計(jì)數(shù)單元為六進(jìn)制，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換，將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接。74LS90N是在CP信號(hào)的下降沿觸發(fā)下進(jìn)行計(jì)數(shù)，U2的QA和QC相與0101的下降沿，作為“分”計(jì)數(shù)器的輸入信號(hào)，U2的輸出0110高電平1分別送到計(jì)數(shù)器的R0R02端清零，74LS90內(nèi)部的R0R02與非后清零而使計(jì)數(shù)器歸零，完成六進(jìn)制計(jì)數(shù)。由此實(shí)現(xiàn)了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。圖44 六十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器數(shù)字鐘的“時(shí)”計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)規(guī)律為0001…222300…，即當(dāng)數(shù)字鐘運(yùn)行到23時(shí)59分59秒時(shí)，在下一個(gè)秒脈沖作用下，數(shù)字鐘顯示00時(shí)00分00秒。同理，選用2片74LS90將其連接成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器作為“時(shí)”計(jì)數(shù)器。當(dāng)“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器輸入端A（14腳）來到第10觸發(fā)信號(hào)時(shí)，計(jì)數(shù)器清零，進(jìn)位端QD向 “時(shí)”十位計(jì)數(shù)器輸入進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)來自分計(jì)數(shù)器輸出的進(jìn)位信號(hào)脈沖到達(dá)時(shí)，“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)“0100”，“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，此時(shí)“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器的QC，和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的QB輸出都為“1”，相與后為“1”。把它們分別送入“時(shí)”個(gè)位和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的清零端R01和R02，通過74LS90N內(nèi)部的與非后清零，計(jì)數(shù)器復(fù)零，從而完成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)。圖45 二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器 譯碼驅(qū)動(dòng)電路譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)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。譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行編譯，變成相應(yīng)的數(shù)字，用于驅(qū)動(dòng)LED區(qū)段數(shù)碼顯示。74LS48是BCD7段譯碼器，其輸出是OC門輸出且高電平有效，專用于驅(qū)動(dòng)LED七段共陰極顯示數(shù)碼管。由74LS48和LED七段共陰極數(shù)碼管組成數(shù)碼顯示電路。若將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的每位輸出分別接到相應(yīng)七段譯碼器的輸出端，便可進(jìn)行不同數(shù)字顯示。當(dāng)數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)器在CP 脈沖的作用下，就應(yīng)將其狀態(tài)顯示成清晰的數(shù)字符號(hào)，需要將計(jì)數(shù)器的狀態(tài)進(jìn)行反映。圖46 74LS48的元件表42 74LS48的功能表數(shù)字或功能輸 入輸 出LT非IBr非A3A2A1A0Ib非a b c d e f g0123456789101112131415滅燈滅零試燈1 1 0 0 0 01 0 0 0 11 0 0 1 01 0 0 1 11 0 1 0 01 0 1 0 11 0 1 1 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 0 11 1 0 1 01 1 0 1 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 1 1 01 1 1 1 11 1 0 0 0 0 0 0 11111111111111111111 1 1 1 1 1 10 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1
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