的应用。在控制系统中，数字钟也常用来做定时控制的时钟源。
1．任务要求
（1）设计一个具有“时”、“分”、“秒”的十进制数字显示（小时从00~23）的计时器；
（2）具有手动较时、较分的功能。
（3）用74系列的中小规模集成器件去实现。 2．数字计时器的基本原理
数字计时器一般由都由振荡器、分频器、译码器、显示器等几个部分组成。其中振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。秒信号送入计数器，把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“时”显示由二十四进计数器、译码器和显示器构成；“分”和“秒”显示分别由六十进制计数器、译码器和显示器构成。数字钟的原理框图如图5-40所示。
显示器 分频器 振荡器 计数器器 较时 译码器
图5-40 数字钟原理图
（1）振荡器是计时器的核心，通常选用石英晶体来构成振荡电路。但如果精度要求不高，可采用集成电路555定时期与RC组成的多谐振荡器，如图5-41所示。振荡频率f=1KHz，R3为可调电位器，微调1000Hz输出。
VCCR110k?5VA+_+B_XSC1Ext Trig+_R38VCC47RSTDISTHRTRICONGND1OUTU135.1k? 100K?_LINKey = A R450b5C20.1uF C10.01uF LM555CM 图5-41 用555构成的振荡器
（2）分频器的主要功能有两个：一是产生标准秒信号，二是可提供功能扩展电路所需要的信号。选用中规模计数器74LS90N机可以完成上述功能。用74LS90N构成的分频电路如图5-42所示。
将三片74LS90N进行级联，因为每片为1/10分频，三片级联正好获得1Hz标准秒脉冲信号。
U21000Hz1412367INAINBR01R02R91R92QAQBQCQD1298111412367INAINBR01R02R91R92U3QAQBQCQD1298111412367INAINBR01R02R91R92U4QAQBQCQD1298111Hz74LS90N74LS90N74LS90N
图5-42 用74LS90N构成的分频电路
（3）计数器 “时”、“分”、“秒”的显示需要6片中规模计数器。其中“分”、“秒”位计时各为六十进制计数器，“时”位计时为二十四进制计数器。计数器都选用74LS90N集成块来实现。实现的方法采用反馈清零法。六十进制计数器如图 5-43、5-44所示。
U5141INAINBR01R02R91R92QAQBQCQD1298111412367INAINBR01R02R91R92U6QAQBQCQD129811U7A74LS08N秒信号（分信号）2367向分进位（时进位）74LS90N74LS90N
图5-43 六十进制计数器
U81412367INAINBR01R02R91R92QAQBQCQD1298111412367INAINBR01R02R91R92U9129811时信号QAQBQCQDU10A74LS08N74LS90N74LS90N 图5-44 二十四进制计数器
（4）校时电路
当刚接通电源或计数出现误差时，都需要对时间进行校正，校正电路如图5-45所示。
VCC5VJ1U1AKey = AJ274LS08NU2BKey = B74LS08NU3C74LS08NU4DJ3Key = C74LS08N 图5-45 校正电路
J1、J2分别是时校正、分校正开关。不校正时J1、J2是闭合的。当校正时位时，需把J1打开，然后用手拨动J3，来回拨动一次，就能使十位增加1，根据需要拨动开关，校正完毕后把J1开关合上。校正分位和校正时位方法一样。 5.5.2数字式竞赛抢答器
数字式竞赛抢答器应具有数码显示、锁存、抢答控制等功能，能够广泛应用于各类知识竞赛的场合。
一、设计任务
1．抢答器应该具有数码显示、锁存功能。
2．抢答组数分为三组，即序号0，1，2，3，4，5，6，7，优先抢答者按动本组序号开关，该组号立刻锁存到LED显示器，同时锁存其它组的组号。
3．系统设置外部清除键。按动清除键，LED显示器自动清零灭灯。 4．数字式抢答器定时为30s，启动开始键后，要求： （1）30s定时器开始工作；
（2）扬声器（在此用条形光柱表示）。
5．抢答器在30s内进行抢答，抢答有效，终止定时；30s定时到，无抢答者本次抢答无效，系统短暂报警。
二、数字式竞赛抢答器的组成及工作原理
数字式抢答器一般包括定时电路、门控电路、8线-3线优先编码器、RS锁存器、译码显示和报警电路等几个部分组成。其中，定时电路、门控电路、8线-3线优先编码器三部分的时序配合尤其重要，当启动外部操作开关时，定时器开始工作，同时打开门控电路，输出有效，8线-3线优先编码器等待数据输入，在规定的时间内，优先按动序号开关的组号立即被锁到LED显示器上，与此同时，门控电路变为输出无效，8线-3线优先编码器禁止工作；若定时时间已到而无抢答者，定时电路立刻关闭门控电路，输出无效，封锁8线-3线优先编码器，同时发出短暂的报警信号，数字式抢答器的原理如图5-46所示。
报警电路 译码电路 RS触发器 外接操作开关 定时电路 门控电路 8线-3线优先编码器 抢答器编号
图5-46 抢答器的组成框图
为了设计及调试方便，将系统划分为简单数字抢答器和定时报警电路两部分。分别设计和调试，最后再进行联调。
1．简单的数字式抢答器
数字式抢答器的核心是编码器，74LS148是一种典型的8线-3线优先编码器，它的EI是输入使能端，低电平有效。即当输入使能EI=1时，不管其它的输入端是否信号，电路都不会有输出，所有的输出都处于高电位状态。只有当EI=0时，电路才会有输出信号。74LS148的功能表如表5-7所示。EO是输出使能端；GS是片优先编码标志输出端。
表5-7 编码器74LS148功能
使能 EI 输入 0 1 2 3 4 5 6 7 ? ? ? ? 0 1 1 1 ? ? ? 0 1 1 1 1 ? ? 0 1 1 1 1 1 ? 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 A2 A1 A0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 输出 GS EO 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 简单的数字抢答器没有定时功能，当启动清除/起始键J9闭合时，与非门U4A、U4B构成的RS触发器Q置1。由于74LS148的输出使能端EO为0，因此门U3A的输出仍为0，即EI=0，在这期间只要按动任一输入数字键，编码器按8421码输出，经RS锁存。此时，输出使能端EO由0翻转为1，经门U3A输出为1，即EI=1，编码器输入使能无效，停止编码；74LS148的片优先编码标志输出端GS由1翻转为0，LED数码管U2显示最先按动的对应数字键的组号，实现优先抢答功能，电路图如图5-47所示。
图5-47 数字式抢答器的电路图