哈工大电子技术课大作业

Harbin Institute of Technology

电子技术作业

题目：数字时钟

院系：机电工程学院

专业：机械设计制造及其自动化班级：1108109

姓名：刘全

学号：1110810909

指导教师：刘晓芳

目录

一、设计要求 (2)

二、设计方案分析与选择 (2)

1、计数器的选取 (2)

2、译码器的选取 (3)

三、工作原理 (4)

四、元器件的选择及其参数 (8)

五、实验电路图 (8)

六、Multisim软件仿真结果 (8)

七、设计总结 (9)

1、调试过程中碰到的问题 (9)

2、分析、解决和处理问题的办法 (9)

3、设计的心得体会 (9)

1数字电子钟

一、设计要求

设计一个数字电子钟

要求：（1）能用六个数码管分别显示小时（24小时制）、分钟、秒；

（2）能分别对时、分、秒预置初始时间。如图图1所示。

图1 设计要求

二、设计方案分析与选择

1、计数器的选取

本设计总共需要两个六十进制、一个二十四进制计数器，三个计数器均分别由两个74LS290异步十进制计数器构成。图2为74LS290异步十进制计数器引脚图，表1为其功能表。

图2 74LS290型计数器引脚图

表1 74LS290型计数器功能表

1 1 0 X

0 0 0 0 X 0

X X 1 1 1 0 0 1 X 0 X 0 计数

0 X 0 X 计数

0 X X 0 计数

X 0 0 X 计数

2、译码器的选取

在本设计中，选取74LS47来驱动七段LED显示器。图3为其引脚图，表2是七功能表。74LS有4个代码输入端A、B、C、D（输入8421BCD码）和7个驱动输出端a、b、c、d、e、f、g（低电平有效，驱动共阳极显示器），除此之外还设置了三个辅助控制端LT、RBI、BI/RBO。

图3 74LS47引脚图

表2 74LS47的功能表

数字显示

输入输出

D C B A a b c d e f g

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1

2 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0

3 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0

数字显示

输入输出

D C B A a b c d e f g

4 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0

5 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0

6 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0

7 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1

8 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

9 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0

三、工作原理

如图4所示为本设计的原理方框图，它有下列三部分组成。

图4 数字钟的原理方框图

1 秒脉冲信号的发生

本设计选用方波信号发生器产生秒脉冲信号。将方波信号发生器频率调为1Hz，幅值

为5V，占空比为50%，即可产生稳定的秒脉冲信号。

图5 秒脉冲信号的发生

1、时、分、秒计数、译码、显示电路

这部分包括两个六十进制计数器、一个二十四进制计数器以及相应的译码显示器。秒脉冲进入秒计数器进行六十分频后，得出分脉冲；分脉冲进入分计数器再经六十分频得到时脉冲；时脉冲进入时脉冲计数器。时、分、秒各计数器的计数经译码显示。最大值为23小时59分59秒，再输入一个秒脉冲后显示复零。

（1）时、分、秒计数

本设计中的三个计数器分别由两个74LS290异步十进制计数器组成。如图6、图7所示，每个计数器左边芯片为十位，右边芯片为个位，下面分别介绍两种计数器。

图6 六十进制计数器

如图6所示为六十进制计数器，个位的最高位连接到十位的INA端。个位十进制计数器进过10个脉冲循环一次，每当第十个脉冲来临时，由1变为0，相当于一个下降沿，使十位六进制计数器计数。个位计数器经过第一次十个脉冲，十位计数器计数为0001；经过二十个脉冲，计数为0010；以此类推，经过六十个脉冲，计数为0110。接着，立即清零，

个位和十位计数器均恢复为0000.这就是六十进制计数器。

图7 二十四进制计数器

如图7所示为二十四进制计数器，个位的最高位连接到十位的INA端。个位十进制计数器进过10个脉冲循环一次，每当第十个脉冲来临时，由1变为0，相当于一个下降沿，

使十位计数器计数。个位计数器经过二十个脉冲，计数为0010；以此类推，经过二十四个脉冲，十位计数器计数为0010，个位计数器计数为0100。接着，两个芯片上的R01、R02均变为1，计数器立即清零，个位和十位计数器均恢复为0000.这就是二十四进制计数器。（2）译码、显示电路

如图8所示为译码、显示电路的连接，其中A、B、C、D端接计数器的端。

图8 译码、显示电路

2、预置电路

如图9所示为预置电路的设计，按钮D、S、A（Multisin中没有该元件，故用开关代替，开关闭合断开一次代替按钮按下一次）分别对应时、分、秒的预置。当开关Z闭合时，计数器与秒脉冲信号接通，电子钟正常计时；开关Z断开时，分别按D、S、A按钮，可

以分别给三个计数器信号，可根据要求分别按不同按钮相应的次数，从而使时钟显示自己

想要预置的时间。

图9 预置电路的设计