多功能数字钟设计报告
音频电路图如下：
DFFDFFD2KHZINPUTVCCPRNNOTQinst181010DPRNNOTQinst1505CLRNinst4CLRNinst101250250510OUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUT012305DFFVCCDPRNNOTDFFQinst16025025DPRNNOTQinst17CLRNinst2CLRNinst30125VCC 图34 音频电路图
音频模块图为：
YINPIN2KHZ0123inst99 图35 音频电路封装图
4.9.2 译码电路
所取音乐共有32个音符，用32个节拍，需要5-32译码器。实验软件中没有可以直接使用的5-32译码器，所以用一个2-4译码器74139和4个3-8译码器构成。74139的两个输入端为5为译码的高两位，输出端用于选择4片74138中的对应一片。为便于后面使用，将译码器输出端非一下输出。使得由负有效输出转为正有效输出。
5-32译码器电路如图：
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741380127413934A1B1A2B2G1NG2NY10NY11NY12NY13NY20NY21NY22NY23NNOTinst4NOTinst39NOTGNDinstY0NAY1NBY2NCY3NG1Y4NG2ANY5NG2BNY6NY7N3:8 DECODER000102030405060700NOTinst701NOTinst802NOTinst903NOTinst10080910111213141504NOTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTY00Y01Y02Y03Y04Y05inst40NOT74138012GNDinst482:4 DECODERinst41GNDY0NAY1NBY2NCY3NG1Y4NG2ANY5NG2BNY6NY7N3:8 DECODERinst1inst1105NOTOUTPUTinst1206NOTOUTPUTY06Y07inst1307NOTinst14OUTPUT74138012I0I1I2I3I4INPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCCINPUTVCC01234012GNDY0NAY1NBY2NCY3NG1Y4NG2ANY5NG2BNY6NY7Ninst23:8 DECODER161718192021222308NOTinst1509NOTinst1610NOTinst1711NOTinst1812NOTinst19OUTPUTY08Y09Y10Y11Y12Y13Y14Y15OUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUT74138Y0NAY1NBY2NCY3NG1Y4NG2ANY5NG2BNY6NY7N3:8 DECODERinst3Y24Y25Y26Y27Y28Y29Y30Y31242526272829303113NOTinst2014NOTOUTPUTOUTPUTinst2115NOTOUTPUTinst22GND24NOTinst3125NOTinst3226NOTinst3327NOTinst3428NOTinst3529NOTinst3630NOTinst3731NOTOUTPUT16NOTinst2317NOTinst2418NOTinst2519NOTinst2620NOTinst2721NOTinst2822NOTinst2923NOTOUTPUTY16Y17Y18Y19Y20Y21Y22Y23OUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTOUTPUTinst38inst30
图36 译码电路图
5-32译码器封装的子模块为：
图37 译码电路封装图
4.9.3 模32计数器
模32计数器用于循环顺序选择乐谱。设计原理同模60计数器。 电路图如下：
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inst2IN5IN4OUTIN3IN2VCCIN1NAND5VCC74161LDNABCDENTENPCLRNABCDVCCGND74161LDNABCDENTENPCLRNEVCCGNDVCCQAQBQCQDRCOQAQBQCQDRCOinstCLKCOUNTERCLKCOUNTERinst1RDINPUTVCCCPINPUTVCC
图38 模32计数器电路图
封装形式为：
M32RDCPY0Y1Y2Y3Y4inst6 图39 模32计数器电路封装图
4.10 闹钟报时电路原理
将闹铃设定的时间和数字钟的当前时间不断通过与门比较，当二者时和分完全相等时，将输出闹铃启动信号sounderable,启动闹铃电路工作。如下图所示：
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DFFsounderablenkAND2DPRNQAND2inst90NOTinst86CLRNinst83inst88ABLE0SWITCHK6INPUTVCCNOTnkINCPinst19OUTinst87ABLE1HZAND22KHZ1Hinst95LOWalarmHIGHinst89OR3OUTPUTSOUND
图40 闹钟报时电路图
图中所示K6为闹铃关闭开关，闹铃时按下该开关可以关闭闹铃声音。 整个闹铃启动电路为： AND2inst90INPUTVCC2KHZsounderablenkK6 2KHZ ABLEAND21HZinst950SWITCHINCPinst19 NOTinst86DFFPRNDQAND2CLRNinst83inst88NOTnkKEY5NOTABLEOUTinst871HYINPIN2KHZ01232KHZ1Hinst99ABLE MUSIC0125K025K05K10K20K1HRDOUTinst92alarm 10NKEY511NKEY512NKEY513NKEY514NKEY515NKEY516NKEY517NKEY520NKEY521NKEY522NKEY523NKEY524NKEY525NKEY526NKEY527NKEY5AND2inst35AND2inst36AND2inst37AND2inst38AND2inst39AND2inst40AND2inst41AND2inst42AND2inst43AND2inst44AND2inst45AND2inst46AND2inst47AND2inst48AND2inst49AND2inst50
inst51S01NKEY5 A1AND2KEY5instAND2alarm
S00S02S03S04S05S06S07S08S09S10S11S12S13S14S15 A2KEY5A3KEY5A4A5KEY5A6KEY5A7KEY5A8KEY5B1KEY5B2KEY5B3KEY5B4KEY5B5KEY5B6KEY5B7KEY5B8KEY5 inst20AND2inst21AND2KEY5inst22AND2inst23AND2inst24AND2inst25AND2inst26AND2inst27AND2inst28AND2inst29AND2inst30AND2inst31AND2inst32AND2inst33AND2inst34
P00P01P02P03P04P05P06P07P08P09P10P11P12P13P14P15 S00P00S01P01S02P02S03P03S04P04S05P05S06P06S07P07S08P08S09P09S10P10S11P11S12P12S13P13S14P14S15P15 OR2inst52OR2inst58OR2inst59OR2inst60OR2inst61OR2inst62OR2inst63OR2inst54OR2inst55OR2inst56OR2inst57OR2inst64OR2inst65OR2inst66OR2inst67OR2inst68
LOWOR3OUTPUTHIGHinst89
Q0010XNORA1Q0111inst2XNORA2Q0212inst3XNORA3inst7Q0313XNORA4Q0414inst9XNORA5Q0515inst53XNORA6Q0616inst69XNORA7Q0717inst70XNORA8Q0820inst71XNORB1Q0921inst72XNORB2Q1022inst73XNORB3Q1123inst74XNORB4inst75Q1224XNORB5Q1325inst76XNORB6Q1426inst77XNORB7Q1527inst78XNORB8inst79
SOUND AND8 AND2inst80inst82 sounderable
AND8 inst81
图41 闹钟启动电路图
4.11 闹钟关闭电路原理
K6为闹铃关闭开关。闹铃电路启动后达到闹铃时间时，闹铃声音将一致循
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环播放，知道闹铃关闭开关启动。正常情况下，K6为0，闹铃时间来临时，闹铃音乐播放，按下K6，K6=1，闹铃关闭，下次闹铃时间来临时不再闹铃；按下K6后再恢复K6为0状态，则下次闹铃时间来临时，闹铃将正常工作。所以K6既有关闭闹铃声音功能，又有关闭闹铃功能。实现这个功能的关键在于电路中实验的D触发器。正常未到闹铃情况下，D触发器Q=0，Q=1，K6=0，闹铃不工作，sounderable=0；闹铃时间到，sounderable=1，上升沿触发将Q=1送到此时的Q端，如果此时K6=0，K6=1，闹铃启动，播放音乐；如果此时按下K6，则K6由0至1，K6由1至0，K6产生一个上升沿，触发D触发器，将此刻的Q=0送给Q，闹铃关闭。如果K6一直为1，则闹铃将处于关闭状态；而如果恢复K6为0，则下次闹铃时间来临时闹铃正常工作。这样考虑主要是为了在立即关闭闹铃声之后有立即恢复K6时，此刻的闹铃不再响。
闹铃关闭电路与闹铃报时电路在一起。
4.12 星期调整电路原理
星期显示从1~6，8，用8来表示日。所以用一个模7循环计数器，利用状态置位法置位，因为在0110和1000时置位值不同。该循环计数器工作值应该是：
0001 置位 0010 0011 0100 1000 置位 0110 0101
图42 星期状态图
为简化控制方法，画出卡诺图。
Q4Q3 Q2Q1 Q2 00 00 x 01 1 25
11 1 10 1