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2025-08-07 08:41本頁面
【正文】 0 三極管 3 11 7400N 4 12 7408N 2 13 74HC125 3 14 74LS10 1 15 電阻 若干個 16 電容 若干個 圖 1 元器件圖 3. 電路設(shè)計 數(shù)字鐘電路的組成框架 時顯示 秒顯示 分顯示 秒發(fā)生器 就 主題電路 擴展電分計時器 時計時器 秒計時器 路 定時控制 仿電臺報時 譯碼 譯碼 譯碼 報整點時 觸摸報整點時 校時電路 圖 2 數(shù)字鐘電路框架 數(shù)字鐘電路的組成如圖 1所示，其主體電路的工作原理如下：由 555定時器產(chǎn)生1kHz的脈沖信號經(jīng)由 74LS90構(gòu)成的幾級分頻器后，輸出 1Hz的時鐘，為由 74LS90和74LS92構(gòu)成的 60進制秒計時器提供時鐘，秒計數(shù)器十位再向 74LS92構(gòu)成的 60進制分計時器提供時鐘，其高位再為由 74LS91和 74LS74構(gòu)成的十二進制時計時器提供時鐘。 ? 秒信號發(fā)生器的設(shè)計 秒信號發(fā)生器的設(shè)計是整個系統(tǒng)的時基信號，它直接決定計時系統(tǒng)的精度。所示振蕩電路中的電阻、電容的參數(shù)易受溫度等外部因素的影響，因此很難獲得很高的頻率精度。本設(shè)計采用 555集成定時器組成的多諧振蕩器產(chǎn)生1Hz的標(biāo)準(zhǔn)脈沖。先確定電容值，選取 C1=，取 R10=90kΩ，則 R1=52kΩ，可由一只 50kΩ 的固定電阻和一只 5kΩ 精密可調(diào)電阻構(gòu)成。確定了各元件的參數(shù)以后，就可以得到振蕩電路原理圖。它 是一種產(chǎn)生時間延遲和多種脈沖信號的電路，由于內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個 5K電阻，故取名 555電路。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品型號最后的三位數(shù)碼都是 555或 556；所有的 CMOS產(chǎn)品型號最后四位數(shù)碼都是 7555或 7556，二者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。 556和 7556是雙定時器。 555電路的工作原 理 555電路的內(nèi)部電路方框圖如圖 。它們分別使高電平比較器 A1 的同相輸入端和低電平比較器 A2的反相輸入端的參考電平為 和 。當(dāng)輸入信號自 6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過參考電平 時，觸發(fā)器復(fù)位， 555的輸出 端 3腳輸出低電平，同時放電開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自 2腳輸入并低于時，觸發(fā)器置位， 555的 3腳輸出高電平，同時放電開關(guān)管截止。平時 端開路或接 VCC 。 T為放電管，當(dāng) T導(dǎo)通時，將給接于腳 7的電容器提供低阻放電通路。這就很方便地構(gòu)成從微秒到數(shù)十分鐘的延時電路，可方便地構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器， 多諧振蕩器，施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生或波形變換電路 。原理圖見圖 6 圖 10 六十進制計數(shù)器仿真圖 “十二翻一 ”計數(shù)器的設(shè)計 時計數(shù)器是一個 “十二翻一 ”的特殊進制計數(shù)器，即當(dāng)數(shù)字鐘運行到 12時 59分 59秒，秒的個位計數(shù)器再輸入一個秒脈沖時，數(shù)字鐘應(yīng)自動顯示為 01時 00分 00秒，實現(xiàn)日常生活 中習(xí)慣用的計時規(guī)律。 電路中， 74LS160 U18作為個位計數(shù)器在電路中采用十進制計數(shù)。 圖 11 十二進制仿真圖 下面對電路中所用的主要元件及功能介紹。使用 74LS160通過置零法或置數(shù)法可以實現(xiàn)任意進制的計數(shù)器。 ①步清零： 當(dāng) ＝ 0時， Q 0＝ Q1＝ Q2＝ Q3＝ 0。 ③鎖存：當(dāng)使能端 時，計數(shù)器禁止計數(shù)，為鎖存狀態(tài)。 時鐘 CP 異步清除 同步置數(shù) EP ET 工 作 狀 態(tài) 0 ↑ 1 0 1 1 0 1 1 1 0 ↑ 1 1 1 1 圖 12 74LS160的邏輯功能表 圖 13 計數(shù)器 74LS160 管腳圖引出端符號： TC 進位輸出端； CEP 計數(shù)控制端； Q0－ Q3 輸出端； CET 計數(shù)控制端； 74ls160是十進制同步計數(shù)器（異步清除），為可預(yù)置的十進制同步計數(shù)器，共有 54/74160 和 54/74LS160 兩種線路結(jié)構(gòu)型。當(dāng)清除端 /MR 為低電平時 ， 不管時鐘端 CP 狀態(tài)如何 ，即可完成清除功能。當(dāng)置入控制器 /PE 為低電平時，在 CP 上升沿作用下，輸出端 Q0－ Q3 與數(shù)據(jù)輸入端 P0－ P3 一致。 160 的計數(shù)是同步的，靠 CP 同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的。對于 54/74160，只有當(dāng) CP 為高電平時， CEP、CET 才允許由高至低電平的跳變，而 54/74LS160的 CEP、 CET 跳變與 CP 無關(guān)。當(dāng)計數(shù)溢出時，進位輸出端（ TC）輸出一個高電平脈沖，其寬度為 Q0 的高電平部分。 對于 54/74LS160，在 CP 出現(xiàn)前，即使 CEP、 CET、 /MR 發(fā)生變化，電路的功能也不受影響。校時是數(shù)字鐘應(yīng)具有的基本功能。為了使電路簡單，在此設(shè)計中只進行分和小時的校時。 “慢校時 ”是用手動產(chǎn)生單脈沖作校時脈沖。如果校時脈沖由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進行 “慢校時 ”。 四 2輸入與非門 74LS00 圖 15 74LS00 集成邏輯門是數(shù)字電路中應(yīng)用十分廣泛最基本的一種器件，為了合理的使用和充分利用其性能，必須對它的主要參數(shù)和邏輯功能進行測試。 輸出低電平：指與非門的所有輸入端均接高電平時的輸出電平值。 關(guān)門電平：指與非門輸出處于高電平狀態(tài)時允許輸入低電平的最大值。 低電平的輸出電源電流；是指輸入所有端都懸空，輸出端空載時，電源提供器件
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