武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书
利用《数字电子技术基础》中的所学过得知识,4片4位数值比较器74LS85串联比较时、分的十位个位,当时间到达与所定时的时间相同时,即A=B时,输出高电平,从而驱动音响电路。
综上所述,方案二利用4片数值比较器74LS85芯片串联法时,可以很方便的定时。而且思路很简单,易实施。
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3 单元电路的设计
3.1 译码及驱动显示电路的设计:
电路由数码显示管和译码器组成。译码器选择CD4511,其中a b c d 为 BCD 码输入,a为最低位。LT为灯测试端,加高电平时,显示器正常显示,加低电平时,显示器一直显示数码“8”,各笔段都被点亮,以检查显示器是否有故障。a~g是 7 段输出,可驱动共阴LED数码管。
芯片引脚图及功能表如图:
图8 CD4511管脚图
电路由秒、分、时三部分单元电路构成,全部采用两块74LS90芯片进行级联扩展。利用异步清零法,得到“秒”和“分”六十进制计数器以及“时”二十四进制计数器。芯片由下降沿触发,通过反馈可实现清零状态,实现循环。
芯片引脚图以及功能表如下:
图9 CD4511功能图
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图10 74LS90功能图 图11 74LS90管脚图 3.2 时钟电路的设计
状态起始时,由R01、R02直接进入清零状态,当R91、R92均置0时,在CP脉冲信号作用下,电路开始进入计数状态。秒和分电路个位为十进制计数器,可0~9循环,当个位循环一次,取其高位QD连接CPA,在下降沿作用下,实现十进制进位操作。秒和分电路十位为六进制计数器,可0~5循环。循环一次后利用下一状态的暂态控制R01、R02使电路实现清零操作。时电路为二十四进制计数,利用同样思路实现。将秒和分电路的十位QC端接下一电路的个位CPA端可实现电路之间的进位操作。电路完成一次大循环,数码管显示23:59:59,时电路反馈控制R01、R02使状态回到起始(00:00:00)。
时钟电路原理图如下:
3.3 时钟脉冲电路的设计
图12时钟电路 时钟脉冲电路由LM555和74LS90芯片组成。下面分别是555的内部逻辑图、管脚图和功能表。
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图14 555管脚图
图13 555内部逻辑图
图15 555功能表 脉冲电路选择由LM555组成的多谐振荡器发出1Khz脉冲,再经过由计数器74LS90
组成的分频器,分出1hz脉冲。电路如下:
图16 时钟脉冲电路 分频器的功能主要有两个:一是产生标准秒脉冲信号;二是提供功能扩展电路所需的
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信号。分频电路由3个74LS90计数器进行三次分频。7490是二-五-十进制异步计数器,将计数器组合成为十进制输出计数器,只需将CP1与Q0接,以CP0做输入,则Q3为十进制输出。电路原理图(如图16)
1khz脉冲由第一块芯片的INA输入,1hz脉冲由第三块芯片的QD输出。
3.4 校时电路的设计
当数字钟接通电源或者计时出现误差时,需要校正时间。校时是数字钟应具有的基本功能。
对校时电路的要求是,在小时校正事不影响分和秒的正常计数;在分校正时不影响秒和小时的正常计数。校时电路由开关控制,使计数器对1Hz的校时脉冲计数。电路图如下:
图17 校时电路 其中,A端输入1Hz标准时钟脉冲,D、E端分别接入分和秒电路的十位进位脉冲,C、B接至时和分的个位计数器端。电路S2为校“分”用的控制开关,S1为校“时”用的控制开关。闭合开关进行校时。
3.5 闹钟电路的设计
闹钟电路采用四个74LS85数据选择芯片串联。数值比较器就是对两数A、B进行比较,以判断其大小的逻辑电路。比较结果有A>B、A
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