1、数字电子钟逻辑电路四川教育学院应用电子设计报告Multisim 综合设计报告设计电路：数字电子钟逻辑电路课程名称： 电子电路仿真技术 系 院： 物理与电子技术系 专业班级： 应用电子技术 0901学生姓名： x x x 学 号： 指导老师： 吴 兆 耀 数字电子钟逻辑电路数字电子钟逻辑电路一、设计要求：要求：用中、小规模集成电路设计一台能显示日、时、分、秒的数字电子钟。1. 由晶振电路产生 1Hz 标准秒信号。2. 秒、分为 0059 六十进制计数器。3. 时为 0023 二十四进制计数器。4. 周显示从 17 为七进制计数器。5. 可手动校时：能分别进行秒、分、时、日的校时。只要将开关置于手
2、动位置，可分别对秒、分、时、日进行手动脉冲输入调整或连续脉冲输入的校正。二、设计方案：数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时、日的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。数字电子钟的电路组成方框图如图所示。显 示 器译 码 器7 进 制 周计 数 器显 示 器译 码 器2 4 进 制 时计 数 器显 示 器译 码 器6 0 进 制 分计 数 器显 示 器译 码 器6 0 进 制 秒计 数 器日 校分 校时 校秒 校单 次 或 连 续 脉 冲 晶 体 振 荡 器
3、 分 频 器1 H z图- 数字电子钟框图由图可见，数字电子钟由以下几部分组成：石英晶体振荡器和分频器组成的秒脉冲发生器；校时电路；六十进制秒、分计数器，二十四进制（或十二进制）计时计数器；秒、分、时的译码显示部分等。数字电子钟逻辑电路74LS160 十进制计数器连线如图：74LS160 十进制计数具有以下功能： 异步清零 当 CR（CLR ）=0 时，不管其他输入端的状态如何（包括时钟信号 CP ） ，计数器输出将被直接置零，称为异步清零。 同步并行预置数 在 CR=1 的条件下，当 LD(LOAD)=0、且有时钟脉冲 CP 的上升沿作用时，D0、D1、D2、D3 输入端的数据将分别被 Q0
4、Q3 所接收。由于这个置数操作要与 CP 上升沿同步，且 D0、D1、D2、D3 的数据同时置入计数器，所以称为同步并行置数。 保持在 CR=LD=1 的条件下,当 ENT=ENP=0,即两个计数使能端中有 0 时,不管有无 CP 脉冲作用，计数器都将保持原有状态不变(停止计数)。需要说明的是，当 ENP=0, ENT=1 时，进位输出 C 也保持不变；而当 ENT=0 时，不管 ENP 状态如何，进位输出 RCO=0。 计数 当 CR=LD=ENP=ENT=1 时，74161 处于计数状态,电路从 0000 状态开始，连续输入 16 个计数脉冲后，电路将从 1111 状态返回到 0000 状
5、态，RCO 端从高电平跳变至低电平。可以利用 RCO 端输出的高电平或下降沿作为进位输出信号。 74LS160 功能表如下：三、设计方案：根据设计任务和要求，对照数字电子钟的框图，可以分以下几部分进行模块化设计。数字电子钟逻辑电路1. 秒脉冲发生器脉冲发生器是数字钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字钟的质量，通常用晶体振荡器发出的脉冲经过整形、分频获得 1Hz 的秒脉冲。如晶振为 32768 Hz，通过 15 次二分频后可获得1Hz 的脉冲输出，电路图如图 1.2 所示。C D 4 0 6 01 2R1 11 02 2 M 2 0 p F3 2 0 p F3 2 7 6 8 H z3C 1
6、1 DQ7 4 L S 7 41 H zQ 1 4图 1.2 秒脉冲发生器2 .计数译码显示秒、分、时、日分别为 60、60、24、7 进制计数器、秒、分均为 60 进制，即显示 0059，它们的个位为十进制，十位为六进制。时为二十四进制计数器，显示为 0023，个位仍为十进制，而十位为三进制，但当十进位计到 2，而个位计到 4 时清零，就为二十四进制了。周为七进制数，按人们一般的概念一周的显示日期“日、1、2、3、4、5、6” ，所以我们设计这个七进制计数器，应根据译码显示器的状态表来进行，如表 1.1 所示。按表 1.1 状态表不难设计出“日”计数器的电路（日用数字 7 代替） 。所有计数
7、器的译码显示均采用 BCD七段译码器，显示器采用共阴或共阳的显示器。Q4 Q3 Q2 Q1 显示0 1 1 1 70 0 0 1 10 0 1 0 20 0 1 1 30 1 0 0 40 1 0 1 50 1 1 0 6表 1.1 状态表3.校时电路在刚刚开机接通电源时，由于日、时、分、秒为任意值，所以，需要进行调整。置开关在手动位置，分别对时、分、秒、日进行单独计数，计数脉冲由单次脉冲或连续脉冲输入。数字电子钟逻辑电路四、仿真电路组成及分析：仿真结果：J4 是控制星期的开关，星期显示的数字范围为 17；J3 是控制时的开关，时显示的数字范围为 023；J1 是控制分的开关，分显示的数字范围为 059；J2 是控制秒的开关，同时也是暂停开关，秒显示的数字范围为 059。
