多功能数字钟设计报告
inst15cNAND374160LDNABCDENTENPCLRNCLKinst74160QAQBQCQDRCOVCC1234GNDGNDLDNABCDENTENPCLRNCLKinst1QAQBQCQDRCO5678VCCCOUNTERCOUNTERCPRDINPUTVCCINPUTVCC 图19 模24计数器电路图
模24模块图如下：
h24CPRDcosh[0]sh[1]sh[2]sh[3]sl[0]sl[1]sl[2]sl[3]inst91 图20 模24计数器封装图
说明：CP：计数脉冲输入；
RD：清零输入，低电平有效；
CO：进位输出端，进位输出为0，正常输出时状态为1； TH：十位输出，SH[3],SH[2],SH[1],SH[0]； TL：个位输出，SL[3],SL[2],SL[1],SL[0]； 仿真波形：
图21 模24计数器仿真波形图
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4.2 显示电路
显示电路主要由数据选择器74151、译码器74138、计数器、显示译码器7447和数码显示管组成。显示电路示意图如下：
8421BCDSLSHMLMHHLHHwe0DIG0DIG1DIG2DIG4DIG1DIG024选4MUX8421BCD显示译码器7447abcdefgDIG2DIG3A2 A1 A0CLK2计数器译码器DIG3DIG4DIG5DIG6DIG7DIG574138DIG6DIG7
图22 显示电路方框图
因为实验要求只用一个显示译码器7447，所以考虑用动态扫描显示法进行数据显示，即每次只显示一位，按照一定的显示时间间隔轮流显示。每个显示位均为四位二进制数，所以需要4片数选器，要显示的位有时分秒6位（HH,HL,MH,ML,SH,SL），加上星期显示1位(we)，最高空位为0，所以共8位。数选器的选择信号有三位，所以要用一个模8循环计数器作为数选器的地址选择端，供轮流选择带显示的数据，此外，还要用一个3-8译码器来选择数码管(DIG位)来显示对应的数据。
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电路图如下：
COUNTER8ININPUTVCCAINABCBCinst6ABCSL[0]SH[0]INPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCC74151ABCD0D1D2D3D4D5D6D7GNinstML[0]MH[0]HL[0]HH[0]we[0]YWNY[0]Y[0]Y[1]Y[2]Y[3]7447ABCDLTNRBINBINOAOBOCODOEOFOGRBONOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTaabbccddeeOUTPUTOUTPUTffggMULTIPLEXERVCCGNDABC74151ABCD0D1D2D3D4D5D6D7GNGNDinst2BCD TO 7SEG74138ABCY[1]SL[1]SH[1]ML[1]MH[1]HL[1]HH[1]we[1]INPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCYWNVCCY0NAY1NBY2NCY3NG1Y4NG2ANY5NG2BNY6NY7N3:8 DECODERinst1GNDOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTZ[0]Z[1]Z[2]Z[3]Z[4]OUTPUTOUTPUTOUTPUTZ[5]Z[6]Z[7]inst3MULTIPLEXERABCSL[2]INPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCC74151ABCD0D1D2D3D4D5D6D7GNinst4SH[2]ML[2]MH[2]HL[2]HH[2]YWNY[2]we[2]MULTIPLEXERABCSL[3]SH[3]INPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCGND74151ABCD0D1D2D3D4D5D6D7GNinst5ML[3]MH[3]HL[3]HH[3]we[3]YWNY[3]MULTIPLEXERGND图23 显示电路图
封装形式为：
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图24 显示电路封装图
4.3 保持电路原理
保持电路的功能是通过按键K1操作，用与门和非门实现。将保持开关的状态信号经消颤开关后作非门处理和秒计数位的输入脉冲相与，结果送入秒位输入端口。K1=0时，K1=1,电路正常计时；K1=1时，K1=0时，电路保持为当前时间。电路如下：
0SWITCHK1INPUTVCCNOTAND23INCPinst24OUT1inst26inst7送入秒计数输入端OUTININPUTVCCCPQ1hzQ1khzQ2khzinst23
图25 保持电路图
4.4 清零电路原理
清零电路是把时间归零，且无论什么时候操作，电路都将归零，此电路通过对清零开关K2操作实现。把清零开关的状态信号消颤之后经非门后送入时分秒计数器的的清零端(低电平有效)。K2=0,K2=1,电路正常工作；K2=1,K2=0，各计数器被清零。电路图如下：
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0SWITCHK2INPUTVCCNOT3INCPinst25OUTinst27送入时分秒清零端
图26 清零电路图
4.5 校分电路原理
校分电路用开关K3操作实现的。K3=0，正常工作；K3=1时，电路由1Hz脉冲信号校分。K3的状态经消颤开关接入三入与门，KEY5为闹钟使能信号，在正常计数未进入闹铃设定状态时KEY5=1。秒进位信号在进位（59秒）时为0，其余都为1.
1代表1Hz脉冲信号。
0SWITCHK3INPUTVCCKEY53INCPinst22OUTinst28inst32inst4AND2NOT秒进位信号输出至分计数输入端AND31
图27 校分电路图
4.6 校时电路原理
校时电路用开关K4操作实现的。K4=0，正常工作；K4=1时，电路由1Hz脉冲信号校分。K4的状态经消颤开关接入三入与门，KEY5为闹钟使能信号，在正常计数未进入闹铃设定状态时KEY5=1，校分校时期间，K4K3的动作对闹钟没有影响；KEY5=0时为进入闹钟设定状态，校时校分开关K4K3用于闹钟时间
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