S1 1 1 0 S2 1 0 0 表4
功能 计数 校分 校时 （三）对电路中所用的主要元件及功能介绍
在此电路中，用到的元器件有两块四2输入与非门74LS00 、一块六反相器74 LS04、两个电容、两个电阻以及两个开关。
（1）四-2输入与非门74LS00
集成逻辑门是数字电路中应用十分广泛最基本的一种器件，为了合理的使用和充分利用其性能，必须对它的主要参数和逻辑功能进行测试。74LS00与非门的主要参数为：
输出高电平：指与非门有一个以上输入端接地或接低电平时的输出电平值。
输出低电平：指与非门的所有输入端均接高电平时的输出电平值。 开门电平：指与非门输出处于额定低电平时允许输入高电平的最小值。
关门电平：指与非门输出处于高电平状态时允许输入低电平的最大值。
电压传输特性：是指门的输出电压随输入电压而变化的曲线，由它可以得到门电路的输出高电平、输出低电平、关门电平和开门电平等。
低电平的输出电源电流；是指输入所有端都悬空，输出端空载时，电源提供器件的电流。
高电平输出电源电流：是指输出端空载，每个门各有一个以上的输入端接地，电源提供给器件的电流。
低电平输入电流：是指被测输入端接地，其余输入端悬空时，由被测输入端流出的电流值。
高电平输入电流：指被测输入端接高电平，其余输入端接地，流入被测输入端的电流值。
扇出系数：门电路能驱动同类门的个数，它是衡量门电路负载能力
的一个参数，TTL与非门有两种不同性质的负载，即灌电流负载和拉电流负载，因此有两种扇出系数。即低电平扇出系数和高电平扇出系数。
3.2.1.4 译码与显示电路
（一）电路如图15所示
图15
（二）电路的工作原理
译码是编码的相反过程，译码器是将输入的二进制代码翻译成相应的输出信号以表示编码时所赋予原意的电路。常用的集成译码器有二进制译码器、二—十制译码器和BCD—7段译码器、显示模块用来显示计时模块输出的结果。
（三）对电路中的主要元件及功能介绍 （1）译码器74LS48
译码器是一个多输入、多输出的组合逻辑电路。它的工作是把给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态，使输出通道中相应的一路有信号输出。译码器在数字系统中有广泛的用途，不仅用于代码的转换、终端的数字显示，还用于数字分配，存储器寻址和组合控制信号等。译码器可以分为通用译码器和显示译码器两大类。在电路中用的译码器是共阴极译码器74LS48，用74LS48把输入的8421BCD码ABCD译成七段输出a-g，再由七段数码管显示相应的数。 74LS48的管脚图如图16。在管脚图中，管脚LT、RBI、BIRBO都是低电平是起作用，作用分别为：
LT为灯测检查，用LT可检查七段显示器个字段是否能正常被点燃。 BI是灭灯输入，可以使显示灯熄灭。
RBI是灭零输入，可以按照需要将显示的零予以熄灭。BIRBO是共用输出端，RBO称为灭零输出端，可以配合灭零输出端RBI，在多位十进制数表示时，把多余零位熄灭掉，以提高视图的清晰度。也可用共阴译码器74LS248，CD4511。
图16
（2）显示器SM421050N
在此电路图中所用的显示器是共阴极形式，阴极必须接地。SM421050N的管脚功能图如图17
图17
主体电路部分是由上面的以上的各个单元电路组成的。
3.2.2扩展功功能电路的设计 3.2.2.1定时控制电路
数字钟在指定的时刻发出信号，或驱动音响电路“闹时”；或对某装置的电源进行接通或断开“控制”。不管是闹时还是控制，都要求时间准确，即信号的开始时刻与持续时间必须满足规定的要求。 （一）设计电路如图18所示
+5V+5VRZ322131210974LS20+5V124574LS20UZ1A1621KHZUZ1B485UZ4B6RL3.3KUZ9A74LS03UZ4A374LS0313274LS0054UZ9B674LS00SZ3SW RZ41K3DG130LS1Q1SPEAKER 图18
（二）电路的工作原理
在这里将举例来说明它的工作原理。要求上午7时59分发出闹时信号，持续1分钟。设计如下：
7时59分对应数字钟的时时个位计数器的状态为，分十位计数器的状态为，分个位计数器的状态为，若将上述计数器输出为“1”的所有输出端经过与门电路去控制音响电路，就可以使音响电路正好在7点59分响，持续1分钟后（即8点）停响。所以闹时控制信号Z的表达式为
Z?(Q2Q1Q0)H1?(Q2Q0)M2?(Q3Q0)M1?M
式中，M为上午的信号输出，要求M=1。
如果用与非门实现的逻辑表达式为：
Z?(Q2Q1Q0)H1?M?(Q2Q0)M2?(Q3Q0)M1
在该电路图中用到了4输入二与非门74LS20，集电极开路的2输入四与非门74LS03，因OC门的输出端可以进行“线与”，使用时在它们的输出端与电源+5V端之间应接一电阻RL。RL的值由下式决定：
=0.4V, =0.4mA, =2.4V, =50uA, =8mA, =100Ua;m为负载门输入端总个数。
取RL=3.3KΩ。如果控制1KHz高音和驱动音响电路的两极与非门也采用OC门，则RL的值应该重新计算。
由电路图可以看见，上午7点59分，音响电路的晶体管导通，则扬声器发出1KHz的声音。持续1分钟到8点整晶体管因为输入端为“0”而截止，电路停闹。
（三）对电路中所用的主要元件及功能介绍 在电路中所用到的元件有74LS03，74LS20等。
（1）四2输入与非门74LS03，只要输入变量有一个为0则输出为1，只有输入全为1，输出才为0.
74LS03的管脚图如图19
图19
（2）二4输入与非门74LS20，四个输入端有一个为0，则输出为1，只有全部输入为1，输出才为0.
74LS20的管脚图如图20所示。
图20
3.2.2.2 仿广播电台正点报时电路
（一）功能要求
仿广播电台正点报时的功能要求是：每当数字钟计时快要到正点时，
通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响，以最后一声高音结束的时刻为正点时刻。
（二）该电路的工作原理
电路图的工作原理举例来说明；例如设4声低音（约500Hz）分别 在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一声高音（约1000Hz）发生在59秒，它们的持续时间为1秒。只有当分十进位的，分个位的，秒十位的及秒个位的时，音响电路才能工作。 （三）对该电路中使用的元件的介绍
因为在该电路中所用的元件主要是74LS00、74LS04及74LS20这些元件在前面的电路中已经介绍.这里就不再介绍它了
3.2.2.3 自动报整点时数电路
（一）电路的工作原理
报整点时数电路的功能是：每当数字钟计时到整点时发出音响，并且几点响几声。
实现这一功能的电路主要有以下几个部分。
减法计数器：完成几点响几声的功能。即从小时计数器的整点开始进行减法计数，直到零为止。
编码器：将小时计数器的5个输出端、、、、按照“12翻1”的编码要求转换为减法计数器的4个输入端、、、所需要的BCD码。在电路图中编码器是由与非门实现的组合逻辑电路。
其中编码器是由与非门实现的组合逻辑电路，其输出端的逻辑表达式由5变量的卡若图可得。
分进位脉冲 小时计数器输出 减法计数器输入
CK
1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 1 0 3 0 0 0 1 1 0 0 1 1 4 0 0 1 0 0 0 1 0 0 5 0 0 1 0 1 0 1 0 1