基于74160計(jì)數(shù)器的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)報(bào)告

1、eda課程設(shè)計(jì)之max pluss ii設(shè)計(jì)基于74160計(jì)數(shù)器的電子時(shí)鐘設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院： 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院專業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù)班級(jí)：2011級(jí)1班姓名： 楊斌彬?qū)W號(hào)：201113020101設(shè)計(jì)目的1. 在了解數(shù)字鐘的原理的前提下，運(yùn)用剛剛學(xué)過的數(shù)字電路知識(shí)設(shè)計(jì)并制作數(shù)字鐘，而且通過數(shù)字鐘的制作進(jìn)一步了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及其使用方法。2. 由于數(shù)字電子鐘包括組合邏輯電路和時(shí)序電路，通過它可以進(jìn)一步學(xué)習(xí)與掌握各種組合邏輯電路與時(shí)序電路的原理與使用方法，從而實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，并學(xué)會(huì)使用max+plus ii軟件的使用，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手操作能力。3. 通過本次

2、試驗(yàn)對(duì)電子線路知識(shí)的整合和電子線路設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，并為后繼課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1 實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)一種簡易數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有基本功能， 包括準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分，以二極管顯示秒的時(shí)間和校時(shí)功能。拓展功能包括秒表計(jì)時(shí)和整點(diǎn)報(bào)時(shí)。2 實(shí)驗(yàn)要求（1）時(shí)的計(jì)時(shí)要求為12和24進(jìn)制兩種方式，分和秒的計(jì)時(shí)要求為60進(jìn)制。（2）準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)間，分小時(shí)，分鐘和秒分別用兩個(gè)七段顯示來顯示。（3）可以校正時(shí)間，兩個(gè)校時(shí)按鍵，分別校正小時(shí)和分鐘。（4）計(jì)時(shí)時(shí)可以暫停、繼續(xù)和清零。（5）可以選擇顯示時(shí)間和秒表計(jì)時(shí)功能。設(shè)計(jì)方案數(shù)字時(shí)鐘電路是一個(gè)典型的數(shù)字電路系統(tǒng)，其

3、由時(shí)，分，秒計(jì)數(shù)器以及校時(shí)和顯示電路組成。本次設(shè)計(jì)利用集成十進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器(74160)和帶譯碼器的七段顯示數(shù)碼管組成的數(shù)字鐘電路。具體設(shè)計(jì)流程可分為：用max+plus ii完epm7128slc84-6內(nèi)部功能的設(shè)計(jì)。整體思想如圖：時(shí)間：秒個(gè)位或計(jì)時(shí)：0.01秒位顯示器時(shí)間：秒十位或計(jì)時(shí)：0.1秒位顯示器時(shí)間：分個(gè)位或計(jì)時(shí)：秒個(gè)位顯示器時(shí)間：分十位或計(jì)時(shí)：秒十位顯示器時(shí)間：時(shí)十位或計(jì)時(shí)：分十位顯示器時(shí)間：時(shí)個(gè)位或計(jì)時(shí)：分個(gè)位顯示器譯碼器譯碼器譯碼器譯碼器譯碼器譯碼器蜂鳴器時(shí)十位或分十位計(jì)數(shù)器時(shí)個(gè)位或分個(gè)位計(jì)數(shù)器秒個(gè)位或0.01秒計(jì)數(shù)器秒十位或0.1秒計(jì)數(shù)器分個(gè)位或秒個(gè)位計(jì)數(shù)器分十位或秒十位

4、計(jì)數(shù)器秒個(gè)位計(jì)數(shù)器晶體振蕩電路校分控制電路校時(shí)控制電路計(jì)時(shí)歸零電路計(jì)時(shí)暫停電路時(shí)間-計(jì)時(shí)轉(zhuǎn)換電路12小時(shí)-24小時(shí)轉(zhuǎn)換電路1、 時(shí)鐘起振電路該電路給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的方波信號(hào)，可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都須使用晶體振蕩器電路。如圖：（起振電路）2.利用兩片74160組成帶清零的100進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器（0.01秒與0.1秒）利用兩片十進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器74160組成的同步100進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器如圖：（計(jì)時(shí)單元部分電路）其中兩位計(jì)數(shù)均為十進(jìn)制形式。個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器之間采用同步級(jí)連方式，將低位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出控制端rco接至高位計(jì)數(shù)器容許端enp，ent

5、，完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。選擇十位計(jì)數(shù)器qc與qa和個(gè)位計(jì)數(shù)器qd和qa做反饋端，經(jīng)與非門輸出控制ldn置數(shù)端，接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)形式。當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)為99時(shí)，重新置數(shù)00000000，并輸出一進(jìn)位（mb-jw）。按鍵sz-ct可將計(jì)數(shù)單元清零。其仿真波形為：3.利用兩片74160組成60進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器（秒鐘、分鐘）利用兩片十進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器74160組成的同步60進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器如圖：（秒鐘、分鐘部分）其中個(gè)位計(jì)數(shù)為十進(jìn)制形式。個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器之間采用同步級(jí)連方式，將個(gè)位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出控制端rco接至十位計(jì)數(shù)器容許端enp，ent，完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。選擇十位計(jì)數(shù)器qc與qa和個(gè)

6、位計(jì)數(shù)器qd和qa做反饋端，經(jīng)與非門輸出控制ldn置數(shù)端，接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)形式。當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)為59時(shí)，重新置數(shù)00000000，并輸出一進(jìn)位（s-jw/m-jw）與整點(diǎn)信號(hào)（zdbs）。其仿真波形為：4.用兩片74160組成24/12進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器（時(shí)鐘部分）由兩片74160組成的能實(shí)現(xiàn)12和24進(jìn)制轉(zhuǎn)換的同步遞增計(jì)數(shù)器如圖：（時(shí)鐘部分）圖中個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器均為十進(jìn)制計(jì)數(shù)形式，采用同步級(jí)連方式。選擇十位計(jì)數(shù)器的輸出端qb和個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸出端qc作為反饋，可實(shí)現(xiàn)24進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)。若選擇十位計(jì)數(shù)器的輸出端qa與個(gè)位計(jì)數(shù)器的輸出端qb作為反饋，則可實(shí)現(xiàn)12進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)。因?yàn)樾枰獙?shí)現(xiàn)12進(jìn)制與24進(jìn)制的

7、轉(zhuǎn)換，這里做了一個(gè)jk觸發(fā)器，如圖：（jk上升沿觸發(fā)器）當(dāng)j，k都接高電平時(shí)，clk通過上升沿有效，使q端的輸出在高，低電平之間轉(zhuǎn)換，通過圖中的門電路實(shí)現(xiàn)當(dāng)q為高電平時(shí)是12進(jìn)制，q為低電平時(shí)是24進(jìn)制。5. 利用兩片74160組成多功能的100進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器（0.01秒與0.1秒）利用兩片十進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器74160組成的同步100進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器如圖：（秒表之0.01計(jì)時(shí)單元部分）其中兩位計(jì)數(shù)均為十進(jìn)制形式。個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器之間采用同步級(jí)連方式，將低位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出控制端rco接至高位計(jì)數(shù)器容許端enp，ent，完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。選擇十位計(jì)數(shù)器qc與qa和個(gè)位計(jì)數(shù)器qd和qa做

8、反饋端，經(jīng)與非門輸出控制ldn置數(shù)端，接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)形式。當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)為99時(shí)，重新置數(shù)00000000，并輸出一進(jìn)位（mb-jw）。按鍵sz-ct可將計(jì)數(shù)單元清零。按鍵zt-ct可暫停計(jì)時(shí)或者繼續(xù)計(jì)時(shí)。其仿真波形為：6. 利用兩片74160組帶清零的60進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)秒、分）利用兩片十進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器74160組成的同步100進(jìn)制遞增計(jì)數(shù)器如圖：（計(jì)數(shù)秒、分部分）其中個(gè)位計(jì)數(shù)為十進(jìn)制形式。個(gè)位與十位計(jì)數(shù)器之間采用同步級(jí)連方式，將個(gè)位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出控制端rco接至十位計(jì)數(shù)器容許端enp，ent，完成個(gè)位對(duì)十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位控制。選擇十位計(jì)數(shù)器qc與qa和個(gè)位計(jì)數(shù)器qd和qa做反饋端，經(jīng)與非

9、門輸出控制ldn置數(shù)端，接成六進(jìn)制計(jì)數(shù)形式。當(dāng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)為59時(shí)，重新置數(shù)00000000，并輸出一進(jìn)位（mmb-jw）。按鍵sz-ct可將計(jì)數(shù)單元清零。其仿真波形為：7. 數(shù)據(jù)選擇器用邏輯門構(gòu)成16in-8out數(shù)據(jù)選擇器如圖：8.整體內(nèi)部構(gòu)建電路將以上各電路分別集成為時(shí)間部分：計(jì)時(shí)單元（mb）,秒分時(shí)部分（s、m、h），鍵控部分（h-ct、m-ct、24-12ct）,秒表計(jì)時(shí)部分：計(jì)時(shí)單元（mbxg），秒分部分（mbs、mbf），鍵控部分（sz-ct、zt-ct），并加上晶體振蕩電路，各控制端和各個(gè)輸出端，連接成時(shí)鐘內(nèi)部控制電路，如圖：圖中，按鍵m-ct可將秒脈沖直接引入分計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)分鐘校時(shí)；按鍵h-ct可將秒脈沖直接引入小時(shí)計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘校時(shí)；24-12ct可將上升沿引入小時(shí)計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)12小時(shí)制與24小時(shí)制的轉(zhuǎn)換；按鍵s