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數電課程設計數字時鐘(編輯修改稿)

2026-07-22 07:24 本頁面

　

【文章內容簡介】用六十進制計數器，每累計60min，發出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數器”?！皶r計數器”采用二十四或十二進制計時器，可實現對一天24h或12h的累計。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計數器的輸出狀態通過六位七段譯碼顯示器顯示出來，可進行整點報時，計時出現誤差時，可以用校時電路校時、校分。數字時鐘的原理框圖各部分電路設計方案秒脈沖產生電路秒脈沖產生電路的功能是產生標準秒脈沖信號，主要由振蕩器和分頻器組成。振蕩器是計數器的核心，振蕩器的穩定度和頻率的精準度決定了計時器的準確度，可由石英晶體振蕩電路或555定時器與RC組成的多諧振蕩器構成。一般來說，振蕩器的頻率越高，計時的精度就越高，但耗電量將增大，故設計時一定要根據需要設計出最佳的電路。石英晶體振蕩器具有頻率準確、振蕩穩定、溫度系數小的特點，但是如果精度要求不高的話可以采用555構成的多諧振蕩器。秒脈沖產生電路在此例中的主要功能有兩個：一是產生標準秒脈沖信號，二是可提供整點報時所需要的頻率信號。在下面電路設計中，為了簡化電路，秒脈沖產生電路用一個1Hz的秒脈沖時鐘信號源替代。 555構成的多諧振蕩器秒脈沖產生電路主要是由一個555定時器和三個十進制計數器74160構成。其中，555定時器與RC組成多諧振蕩器，三個計數器74160組成分頻器。 555構成的多諧振蕩器而成的秒脈沖產生電路邏輯圖，其中選取R1=R2=1kΩ，C1=470nF，C2=10nF，從而多諧振蕩器的頻率為： 555定時器的引腳圖 555定時器的功能表計數器74160的引腳圖計數器74160的邏輯圖計數器74160的功能表160為可預置的十進制同步計數器，共有 74160和74LS160兩種線路結構型式，, 160 的清除端是異步的，當清除端/MR為低電平時，不管時鐘端CP狀態如何，即可完成清除功能。160的預置是同步的。當置入控制器/PE為低電平時，在CP上升沿作用下，輸出端Q0－Q3與數據輸入端P0－P3一致。當CP由低至高跳變或跳變前，如果計數控制端CEP、CET為高電平，則/PE 應避免由低至高電平的跳變。160 的計數是同步的?？緾P同時加在四個觸發器上而實現的。當CEP、CET 均為高電平時，在CP上升沿作用下Q0－Q3同時變化，從而消除了異步計數器中出現的計數尖峰。對于74160，只有當 CP 為高電平時，CEP、CET 才允許由高至低電平的跳變。160有超前進位功能。當計數溢出時，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。在不外加門電路的情況下，可級聯成N 位同步計數器。計數器74160的引出端符號如下：電路中多諧振蕩器輸出的是1kHz的脈沖信號，此信號作為第一級計數器的時鐘信號。計數器的四個使能端ENP、ENT、LOAD、CLR均接高電平、由于74160是十進制計數器，因此計數器每計數滿10次有一個進位信號，此信號即為第一級計數器分頻后得到的100Hz的脈沖信號，將這個信號接在下一級計數器的時鐘信號端CLK則可實現繼續分頻，經過兩個74160逐級分頻后依次得到10Hz和1Hz的脈沖信號。秒脈沖產生電路仿真圖千分頻秒脈沖信號仿真波形計數器電路，整個計數器電路由秒計數器、分計數器和時計數器串接而成。秒脈沖信號經過6級計數器，分別得到秒個位、秒十位、分個位、分十位以及時個位、時十位的計時。顯示6位的“時”、“分”、“秒”需要6片中規模的計數器。其中，秒計數器和分計數器都是六十進制，時計數器為二十四/十二進制，都選用74160來實現。實現的方法采用反饋清零法。六十進制計數電路秒計數器和分計數器各由一個十進制計數器（個位）和一個六進制計數器（十位）串接組成，形成兩個六十進制計數器，其中個位計數器接成十進制形式。十位計數器選擇QB與QC端做反饋端，經與非門輸出至控制清零端CLR，接成六進制計數形式（計數至0110時清零）。個位與十位計數器之間采用同步級聯復位方式，將個位計數器的進位輸出端RCO接至十位計數器的時鐘信號輸入端CLK，完成個位對十位計數器的進位控制。將十位計時器的反饋清零信號經非門輸出，

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