维修电工技师电子技术—数字钟

1、1,有校時功能的數字钟,一、基本要求 1、有“時”“分”的十進數位顯示，“秒”信號驅動LED亮，暗。,2,2、24小時爲一周期 計數器74LS160 解碼器 74LS49 3、有校時電路 (預置數功能) 作用：數字時鐘的走時與標準時間一致。 方法：採用開關控制 4、定時間起鬧 35S 5、採用TTL電路(74LS系例) 74LS系例工作速度快,功耗低。,3,二、方框圖,4,5,74 LS90集成异步二 、五 、十進加法計數器,一、管腳排列,6,：五进计数器的时钟输入端 Ro(1)和Ro(2)：异步复位端 仅当Ro(1)Ro(2)“1”时复位 Ro(1)Ro(2)“0”时计数 NC：空脚 S9(

2、1)和S9(2)：异步置9端 仅当S9(1) S9(2) “1”时 置1001,7,仅当S9(1) S9(2) “0”时计数 CPA ： 二进计数器的时钟输入端 下降沿有效。 QA ：二进计数器的输出端。 QD；QB ；QC ： 五进计数器的输出端。 GND ：接地。,8,二、功能表,9,Ro(1)Ro(2) S9(1)S9(2)0 在加法计数时, S9(1).S9(2)端最少应有一端接地。 Ro(1).Ro(2)端必须有一端接地。,10,三、74 LS90邏輯電路图,11,內部結構:四個主從JK觸發器+門電路組成,整個計數器由二部分組成:第一部分是一位二進制計數器,12,第二部分是五進制計數

3、器,13,14,15,16,17,18,19,十進制計數器 8421码 将QA与CPB联接,输出高低位顺序为 QD；QC；QB；QA,20,21,22,23,2、5421码 将QD与CPA联接,输出高低位顺序为QA；QD；QC；QB,24,25,标准时间源 标准时间源产生的秒脉冲是计时的基准信号，要求有高的稳定度，为保证数字钟的计时精度，一般选用石英晶体振荡器电路。石英晶体振荡器的特点是振荡频率准确、电路结构简单、频率容易调整。常取石英晶体的振荡频率为32768Kz，经15级2分频电路后，输出端正好可得到1Hz的标准脉冲。,26,27,如果精度要求不高可以采用集成电路定时器555与RC组成的多

4、谐振荡器。,28,29,标准时间源,本案例标准时间源电路的组成分三部分： 1、交流市电降压。 2、密特整形电路。 3 、采用74LS90经二级分频得到秒信号。,30,31,二级分频,32,74LS160中规模集成同步十进制加法计数器,一、管腳排列,33,34,35,36,二功能表,37,保持:,38,三、应用 1、60进制的秒计数器,39,CO=Q3 Q0.ET 当Q3Q2Q1Q0=1001时, CO=1 即计数到9之前,CO一直为低电平, 而计数到9时,CO跳变为高电平, 若CO直接接CP, 则在个位计数到9就进行了进位 加非门,变为个位的计数从9变0时,十位计入一个“1”。,40,2、24

5、进制的计数器,41,译码、显示电路,译码器由4片74LS49组成，每1片74LS49驱动1只数码管，显示时和分。74LS49为集电极开路输出的BCD七段译码器、驱动器，输出端（ag）为高电平有效，可驱动灯缓冲器或共阴极的LED数码管。,42,74LS49的引脚和逻辑符号如图所示，,43,当为 低电平时，不管其它输入端状态如何，ag均为低电平。当要求输出015时，消隐输入端（ )应为高电平或开路。ag7段输出与数码管显示字符的关系 如下图所示。,44,45,数字闹钟的时、分快速校验电路,(一)构思 校时功能是数字钟必备的基本功能，为电路简单，本例中只进行时和分的校时。 将秒分时三个计数器的串行计

6、数方, 为并行校时计数方法式,即将秒信号并行送到分时两个计数器,使分时计数器快速计数到需要的数值,再恢复到串行计数方法式。,46,(二)方法 设置二个控制开关 S5校-校分 S6校-校时 设置S5或S6 低电平-计时 高电平-校时,47,48,(三)实施 1.将秒计数器(个位)74LS160芯片 的P与T分开 2.分和时计数器(个位)74LS160芯片的CP端与G2,G4分开,49,1.当S5和S6都接到计时时, 并行输入的秒脉冲信号断开,进行串行计数.,50,当S5接到校时或S6接到校时时,秒计数保持,停止计数,此时时或分计数器的CP脉冲是秒信号,进行快速计数,达到校时的目的。,51,起闹电

7、路,数字闹钟的起闹电路， 可由3个分组成。 它包括 起闹控制电路、 起闹定时电路 起闹可控振荡器。,52,（1） 起闹控制电路 起闹控制电路要在时、分规定的时间起闹，主要是设置译码电路翻译出所需的起闹时间。译码器的地址输入是时、分计数器的有关状态输出，而译码器的输出经开关S1、S2、S3、S4可选择时和分。当闹钟的实际计时时间符合所选择的起闹时间时产生-个起闹控制信号（高电平）。起闹控制电路原理见下图,53,54,55,起闹控制电路中的译码器根据时、分计数器个位和十位的计数范围不同，分别选用不同的译码电路。时、分计数器的十位计数范围分别是02或05，因此可选用3-8译码器74LS138；而时、

8、分计数器的个位都是十进制，要选用4-16译码器或BCD-十进制译码器，本实例中选用的是BCD-十进制译码器74LS42。74LS42的引脚接线图和功能表如下图所示。74LS138的引脚接线图和功能表如下图所示。,56,74LS42 1)管脚排列图,57,2),58,59,3-8译码器74LS138,60,61,逻辑符号,62,（2）起闹定时电路 起闹定时电路根据每次起闹时间在35s范围内可调这一要求，选用中规模集成电路的单稳态电路SN74121来实现。其定时时间的长短可由元件参数的改变来实现。,63,SN74121 为具有施密特触发器输入的单稳态触发器，可由正跳变触发，也可由负跳变触发。其正触发输入端（TR+)采用了施密特触发器，因此，有较高的抗扰度。又由于内部有锁存电路，故对电源Vcc也有较高的抗扰度。SN74121的引脚图、功能表如图29-17所示，引出端符号说明如表29-4所示。,64,SN74121的引脚图,65,66,67,Q 正脉冲输出端 负脉冲输出端 TR+正触发输入端 TR-(A),TR-(B)负触发输入端 Rext/Cext外接电阻/电容端 Rint内电阻端 Cext外接电容端（正） NC空端,68,起闹定时电路,69,(3)起闹可控振荡器 起闹可