本设计中24进制计数器是用两片74LS90级联实现。先将两片74LS90设置成十进制计数器,将它们级联,然后用反馈归零法实现24进翩计数。
译码是把给定的代码进行翻译,本设计将时、分、秒计数器输出的8421BCD码翻译为相应的十进制数,并通过显示器显示。通常显示器与译码器是配套使用的。我们选用的七段译码驱动器74LS48和共阴极数码管。
在计时开始时,必须和标准时间校准,这一功能由校时电路完成。该电路实现对时、分的校准。校时的原理是:给被校的计时电路引入一个超出常规计时许多倍的快速脉冲信号,从而使计时电路快速达到标准时间。
3 数字电子钟的仿真
(1)多谐振荡电路的仿真
该电路部分由555定时器和RC组成。仿真时用示波器观察555定时器的输出,并调整电路中的可变电阻的参数以获得1 kHz的矩形脉冲波。
(2)计数、显示电路的仿真
该部分是由两个60进制计数器,一个24进制计数器,译码器,显示器组成。按设计原理连接电路并进行仿真。给60进制计数器一个1 Hz的脉冲。观察数码管的显示,看计数器是否正常计时,并且当秒计数器计满60后向分计数器进位。分计数器计满60后向小时计数器进位。
(3)校时电路的仿真
当计数器开始工作时,如果电路显示和标准时间不一致时,需要进行调时。本设计中用两个开关,分别用来进行小时和分的校时。当开关打开时,电路正常工作;当开关闭合时,进行校时。校时的频率我们设定为1Hz。
4 数字电子钟调试电路板
本系统是基于振荡器、分频器、计数器、译码器、LED显示器、校时电路组成。实体图如图5所示。
5 结论
本设计是纯数字电路的电子钟装置。由555定时器产生1kHz的信号,经分频器后获得1Hz的标准信号,这个信号直接决定了电子钟的走时是否准确。秒计数器、分计数器都是由74LS90和74LS161设计的60进制计敷器。小时计数器是由74LS90设计的24进制计数器。因为计数初始时间和标准时间不一致,所以电路中还设计有校时电路。本设计还可以附加扩展电路,比如报时电路、显示日期。
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