整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路

1、整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路課程設(shè)計(jì)1-設(shè)計(jì)目的 設(shè)計(jì)一種多功能數(shù)字鐘，該數(shù)字鐘具有自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)的電路。設(shè)計(jì)功能要求：自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)；電路設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求首先建立了一個(gè)多功能 數(shù)字鐘電路系統(tǒng)的組成框圖，框圖如圖1 所示。主體電路擴(kuò)展電路圖1由圖1可知，電路的工作原理是：振蕩器產(chǎn)生的高脈沖信號(hào)作為數(shù)字鐘的振源， 再經(jīng)分頻器輸出標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖。秒計(jì)數(shù)器計(jì)滿(mǎn)60后向分計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位，分計(jì)數(shù)器計(jì) 滿(mǎn)60后向小時(shí)計(jì)數(shù)器個(gè)位進(jìn)位并且小時(shí)計(jì)數(shù)器按照“12翻1”的規(guī)律計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器 的輸出經(jīng)譯碼器送顯示器。計(jì)時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)電路進(jìn)行校時(shí)、校分、校秒。擴(kuò)展電路 必須在主體電路正常運(yùn)行的情況下才能實(shí)現(xiàn)其功能。3.2單元電路

2、的設(shè)計(jì)電路主要由振蕩電路、計(jì)數(shù)電路、顯示電路、校時(shí)電路以及整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路五大 部分組成。下面將對(duì)各部分電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。振蕩電路由振蕩器和分頻器產(chǎn)生1Hz時(shí)鐘脈沖和擴(kuò)展部分所需的頻率，下面對(duì) 振蕩器和分頻器兩部分進(jìn)行介紹。（1）振蕩器數(shù)字電路中的時(shí)鐘是由振蕩器產(chǎn)生的，振蕩器是數(shù)字鐘的核心。振蕩器的穩(wěn)定 度及頻率的精度決定了數(shù)字鐘計(jì)時(shí)的準(zhǔn)確程度，一般來(lái)說(shuō)，振蕩器的頻率越高，計(jì) 時(shí)精度越高。它利用某種反饋方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)。對(duì)數(shù)字電路來(lái)說(shuō)，振蕩器的輸出 的幅度范圍為0v5v的方波信號(hào)而不是鋸齒波、三角波或其他形式。典型的振蕩器 是弛豫振蕩器，它通過(guò)一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)將反相器的輸出反饋回來(lái)并存在一定的工作延遲 時(shí)

3、間?；镜碾娐啡鐖D2所示。在上述電路中，RI-C網(wǎng)絡(luò)由第一個(gè)反相器驅(qū)動(dòng)，具有RC特性曲線(xiàn)的響應(yīng)信號(hào) 被反饋給反相器的輸入。當(dāng)電容上的電壓達(dá)到施密特觸發(fā)器輸入反相器的門(mén)限電壓 的時(shí)候，反相器的狀態(tài)發(fā)生改變，并輸出一個(gè)新的電壓值。這個(gè)輸出電壓經(jīng)過(guò)一定 的延遲時(shí)間再次通過(guò)RIC反饋回來(lái)，直到電容電壓再次達(dá)到門(mén)限電壓為止。用施密特觸發(fā)器輸入器件（如74HC04），但是由于電容的參考電壓在每個(gè)臨界 點(diǎn)都要發(fā)生變化，所以施密特觸發(fā)器不是必需的。由于電容與輸出相連，每次狀態(tài) 改變時(shí)，電容的充電電壓會(huì)超過(guò)5V。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，輸出電壓會(huì)改變電容的充電電 壓，直到電容兩端的電壓變?yōu)?4HC04的門(mén)限電壓（2.5V

4、）為止。振蕩器輸出狀態(tài)的 改變發(fā)生在電容上的電壓達(dá)到2.5V時(shí)。弛豫振蕩器對(duì)許多低成本而精度要求又不高的場(chǎng)所非常適合，但是并不推薦在 任何有精度要求的實(shí)際應(yīng)用電路采用它。如果想要獲得高的精度，就應(yīng)該在振蕩電路中使用石英晶體作振源。在數(shù)字鐘 的設(shè)計(jì)與制作中應(yīng)采用石英晶體振蕩器，因?yàn)槭⒕w具有壓電效應(yīng)，是一個(gè)壓電 器件。當(dāng)交流電壓加在晶體兩端，晶體先隨電壓變化產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變化，然后機(jī)械振 動(dòng)又使晶體表面產(chǎn)生交變電荷。當(dāng)晶體幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時(shí)，它本生有一個(gè)固定 的機(jī)械頻率。當(dāng)外加交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率時(shí)，晶體片的機(jī)械振動(dòng)最 大，晶體表面電荷量最多，外電路的交流電流最強(qiáng)，于是產(chǎn)生振蕩，因此

5、將石英晶體按一定方位切割成片，兩邊傅以電極，焊上引線(xiàn)，再用金屬或玻璃外殼封裝即構(gòu) 成石英晶體。石英晶體的固有頻率十分穩(wěn)定。另外石英晶體的振動(dòng)具有多諧性，除 了基頻振動(dòng)外，還有奇次諧次泛音振動(dòng)，對(duì)于石英晶體，既可利用基頻振動(dòng)，也可 利用泛音振動(dòng)。前者稱(chēng)為基頻晶體，后者稱(chēng)為泛音晶體，晶片厚度與振動(dòng)頻率成反 比，工作頻率越高，要求晶片厚度越薄。將石英晶體作為高Q值諧振回路元件接入 反饋電路中，就組成了晶體振蕩器。在設(shè)計(jì)中所用的振蕩器的電路圖如圖3所示。 該電路能產(chǎn)生1MHz的方波脈沖振蕩信號(hào)。圖3（2）分頻器分頻器的作用是將由石英晶體產(chǎn)生的高頻信號(hào)分頻成基時(shí)鐘脈沖信號(hào)和擴(kuò)展部 分所需的頻率。在此電路

6、中，分頻器的功能主要有兩個(gè)：一是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)； 二是功能擴(kuò)展電路所需的信號(hào)，如仿電臺(tái)用的1KHz的高頻信號(hào)和500Hz的低頻信號(hào) 等.在此電路中作為分頻器的元件是:CD4518。CD4518可以組成二分頻電路和十分頻電路。用CD4518組成二分頻的電路如圖4； 用CD4518組成十分頻的電路如圖5；在本次設(shè)計(jì)中所用的分頻器的電路圖如圖6。 電路經(jīng)過(guò)十分頻后將晶振來(lái)的1MHz的振蕩脈沖變?yōu)?Hz的脈沖信號(hào)，該信號(hào)作為計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)脈沖使用。圖4圖51MHZ AENCKCLRQ03Q1Q2Q3EN,CKCLRQ0Q1Q2Q334561KHZ4518100KHZ451821ENCKCLRQ0Q1

7、Q2Q334562110KHZ4518ENCKCLR4518ENCKCLR4518Q0Q1Q2Q33456100HZ,ENCKCLR4518Q0Q1Q2Q3Q0Q1Q2Q3345610HZ3456 1HZ圖6輸入輸出CKCREN上升沿LH加計(jì)數(shù)LL上升沿加計(jì)數(shù)下降沿LX保持XL上升沿上升沿LLHL下降沿XLX全為L(zhǎng)表:CD4518的功能表振蕩器和分頻器兩部分構(gòu)成振蕩電路，它的電路圖如圖7所示。根據(jù)圖7可知電路的工作原理是：石英晶體振蕩器提供的頻率為1MHz，CD4518 組成十分頻電路。并且一個(gè)CD4518可以組成兩個(gè)十分頻電路即：CD4518的引腳2 與引腳6組成一個(gè)十分頻電路而引腳10與引

8、腳14組成另一個(gè)十分頻電路。晶振的 輸出接入第一塊CD4518的輸入引腳2,經(jīng)過(guò)一次十分頻，頻率變?yōu)?00KHz。輸出引 腳6接入同一塊CD4518的引腳10經(jīng)第二次分頻，頻率變?yōu)?0KHz。輸出引腳接人 第二塊CD4518的輸入引腳2再經(jīng)一次分頻，頻率變?yōu)?KHz。這樣經(jīng)過(guò)六次分頻最 后可以得到1Hz的頻率。3.2.2計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)器是一種計(jì)算輸入脈沖的時(shí)序邏輯網(wǎng)絡(luò)，被計(jì)數(shù)的輸入信號(hào)就是時(shí)序網(wǎng)絡(luò) 的時(shí)鐘脈沖，它不僅可以計(jì)數(shù)而且還可以用來(lái)完成其他特定的邏輯功能，如測(cè)量、 定時(shí)控制、數(shù)字運(yùn)算等等。數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和“ 12翻1”計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的。 數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)可以用

9、反饋清零法。當(dāng)計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門(mén)不起作 用，只有當(dāng)進(jìn)位脈沖到來(lái)時(shí)，反饋信號(hào)將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模的循環(huán)計(jì)數(shù)。 以六十進(jìn)制為例，當(dāng)計(jì)數(shù)器從00，01，02,，59計(jì)數(shù)時(shí)，反饋門(mén)不起作用，只 有當(dāng)?shù)?0個(gè)秒脈沖到來(lái)時(shí)，反饋信號(hào)隨即將計(jì)數(shù)電路清零，實(shí)現(xiàn)模為60的循環(huán)計(jì) 數(shù)。下面將分別介紹60進(jìn)制計(jì)數(shù)器和“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器。（一）60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路如圖8所示?r 9 8QQQQ6_1_4*GND-5V2 |9 8l7 4LS9 2_27 4LS9 0_5GND+ 5V圖8電路中，74LS92作為十位計(jì)數(shù)器，在電路中采用六進(jìn)制計(jì)數(shù)；74LS90作為個(gè)位 計(jì)數(shù)器在電路中采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)。當(dāng)74

10、LS90的14腳接振蕩電路的輸出脈沖1Hz時(shí) 74LS90開(kāi)始工作，它計(jì)時(shí)到10時(shí)向十位計(jì)數(shù)器74LS92進(jìn)位。下面對(duì)電路中所用的 主要元件及功能介紹。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS9074LS90是二一五一十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，它有兩個(gè)時(shí)鐘輸入端CKA和CKB。其中，CKA 和Q0組成一位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；CKB和Q3QQ組成五進(jìn)制計(jì)數(shù)器；若將Q0與CKB相 連接，時(shí)鐘脈沖從以人輸入，則構(gòu)成了 8421BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS90有兩個(gè)清 零端R0（1）、R0（2），兩個(gè)置9端R9（1）和R9（2），其BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如 表1，二一五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序如表2，74LS90的管腳圖如圖9。J2R0(1)R

11、0(2)R9(1) QAR9(2) QBQC CKA QD CKB12679-14811174LS90CKQdQQbQ00000100012001030011401005010160110701118100091001表1 BCD碼十進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序CKQQbQcQd00000100012001030011401005100061001710108101191100表2二一五混合進(jìn)制計(jì)數(shù)時(shí)序異步計(jì)數(shù)器74LS92所謂異步計(jì)數(shù)器是指計(jì)數(shù)器內(nèi)各觸發(fā)器的時(shí)鐘信號(hào)不是來(lái)自于同一外接輸入時(shí) 鐘信號(hào)，因而觸發(fā)器不是同時(shí)翻轉(zhuǎn)。這種計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)速度慢。一異步計(jì)數(shù)器74LS92 是 二一六一十二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，即CKA

12、和Q0組成二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CKB和Q3QQ在 74LS92中為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。當(dāng)CKB和Q0相連，時(shí)鐘脈沖從CKA輸入，74LS92構(gòu)成 十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。74LS92的管腳圖如圖10。141R0(1) QAR0(2) QBQCCKA QDCKB12119874LS92圖10（二）“12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器電路（1）電路如圖11所示+5v4R13.3U8D 74LS04CP+5V74LS74ASD CDCLK圖11“12 翻 1” 小時(shí)計(jì)數(shù)器是按照“01020304050607080910-11-12-01 ”規(guī)律計(jì)數(shù)的，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換表如表3所示。表3 “12翻1”小時(shí)計(jì)時(shí)時(shí)序十位個(gè)位十位個(gè)位C

13、KQ10Q03Q02Q01Q00CKQ10Q03Q02Q01Q00000000801000100001901001200010010103000111010000400100111000150010112100106001101300001700111（二）電路的工作原理由表可知：個(gè)位計(jì)數(shù)器由4位二進(jìn)制同步可逆計(jì)數(shù)器74LS191構(gòu)成，十位計(jì)數(shù)器由 雙D觸發(fā)器74LS74構(gòu)成，將它們組成“ 12翻1”小時(shí)計(jì)數(shù)器。由表可知：計(jì)數(shù)器的狀態(tài)要發(fā)生兩次跳躍：一是：計(jì)數(shù)器計(jì)到9,即個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為Q03Q02Q01Q00 =1001后，在下一計(jì)數(shù)脈沖的作用下計(jì)數(shù)器進(jìn)入暫態(tài)1010， 利用暫態(tài)的兩個(gè)1即

14、Q03Q01使個(gè)位異步置0,同時(shí)向十位計(jì)數(shù)器進(jìn)位使Q10 =1；二 是計(jì)數(shù)到12后，在第13個(gè)計(jì)數(shù)脈沖作用下個(gè)位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)應(yīng)為Q03Q02Q01Q00 =0001，十位計(jì)數(shù)器的Q10 =0。第二次跳躍的十位清“0”和個(gè)位置“1”的輸出端Q10、 Q01、Q00來(lái)產(chǎn)生。對(duì)電路中所用的主要元件及功能介紹。D觸發(fā)器74LS74在電路中用到了 D觸發(fā)器74LS74，74LS74的管腳圖如圖12。F-reD74LS74QCLKCLR Q圖12下面將介紹一些有關(guān)觸發(fā)器的內(nèi)容：觸發(fā)器，它是由門(mén)電路構(gòu)成的邏輯電路，它的輸出具有兩個(gè)穩(wěn)定的物理狀態(tài)（高 電平和低電平），所以它能記憶一位二進(jìn)制代碼。觸發(fā)器是存放在

15、二進(jìn)制信息的最基 本的單元。按其功能可為基本RS觸發(fā)器觸、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。這幾種觸發(fā)器都有集成電路產(chǎn)品。其中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)數(shù)JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器。 不過(guò)，深刻理解RS觸發(fā)器對(duì)全面掌握觸發(fā)器的工作方式或動(dòng)作特點(diǎn)是至關(guān)重要的。 事實(shí)上，JK觸發(fā)器和D觸發(fā)器是RS觸發(fā)器的改進(jìn)型，其中JK觸發(fā)器保留了兩個(gè)數(shù) 據(jù)輸入端，而D觸發(fā)器只保留了一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端。D觸發(fā)器有邊沿D觸發(fā)器和高電 平。觸發(fā)器。74LS74為一個(gè)電平。觸發(fā)器。計(jì)數(shù)器74LS19174LS191的管腳圖如圖134耳14i!15F109.CTENMAX/MIND/uRCO.CLKQALD 74LS191 QB.AQCBQD.

16、CD圖131213V26T3.2.3校時(shí)電路（一）電路如圖14所示GND+5V圖14（二）電路的工作原理校時(shí)電路的作用是：當(dāng)數(shù)字鐘接通電源或者出現(xiàn)誤差時(shí)，校正時(shí)間。校時(shí)是數(shù) 字鐘應(yīng)具有的基本功能。一般電子表都具有時(shí)、分、秒等校時(shí)功能。為了使電路簡(jiǎn) 單，在此設(shè)計(jì)中只進(jìn)行分和小時(shí)的校時(shí)。校時(shí)有“快校時(shí)”和“慢校時(shí)”兩種，“快 校時(shí)”是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制，使計(jì)數(shù)器對(duì)1Hz校時(shí)脈沖計(jì)數(shù)?！奥r(shí)”是用手動(dòng)產(chǎn)生單 脈沖作校時(shí)脈沖。圖中S1校分用的控制開(kāi)關(guān)，S2（總圖）為校時(shí)用的控制開(kāi)關(guān)，它 們的控制功能如表4所示，校時(shí)脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當(dāng)S1或S2分別 為“0”時(shí)可以進(jìn)行“快校時(shí)”。如果校時(shí)脈沖

17、由單次脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進(jìn)行 “慢校時(shí)”。表4校時(shí)開(kāi)關(guān)的功能S1S2功能11計(jì)數(shù)10校分00校時(shí)表4（三）對(duì)電路中所用的主要元件及功能介紹在此電路中，用到的元器件有兩塊四2輸入與非門(mén)74LS00、一塊六反相器74 LS04、兩個(gè)電容、兩個(gè)電阻以及兩個(gè)開(kāi)關(guān)。（1）四-2輸入與非門(mén)74LS00集成邏輯門(mén)是數(shù)字電路中應(yīng)用十分廣泛最基本的一種器件，為了合理的使用和 充分利用其性能，必須對(duì)它的主要參數(shù)和邏輯功能進(jìn)行測(cè)試74LS00與非門(mén)的主要 參數(shù)為：輸出高電平：指與非門(mén)有一個(gè)以上輸入端接地或接低電平時(shí)的輸出電平值。輸出低電平：指與非門(mén)的所有輸入端均接高電平時(shí)的輸出電平值。開(kāi)門(mén)電平：指與非門(mén)輸出處于

18、額定低電平時(shí)允許輸入高電平的最小值。關(guān)門(mén)電平：指與非門(mén)輸出處于高電平狀態(tài)時(shí)允許輸入低電平的最大值。電壓傳輸特性：是指門(mén)的輸出電壓隨輸入電壓而變化的曲線(xiàn)，由它可以得到門(mén)電路的輸出 高電平、輸出低電平、關(guān)門(mén)電平和開(kāi)門(mén)電平等。低電平的輸出電源電流；是指輸入所有端都懸空，輸出端空載時(shí)，電源提供器 件的電流。高電平輸出電源電流：是指輸出端空載，每個(gè)門(mén)各有一個(gè)以上的輸入端接地， 電源提供給器件的電流。低電平輸入電流：是指被測(cè)輸入端接地，其余輸入端懸空時(shí)，由被測(cè)輸入端流 出的電流值。高電平輸入電流：指被測(cè)輸入端接高電平，其余輸入端接地，流入被測(cè)輸入端 的電流值。扇出系數(shù)：門(mén)電路能驅(qū)動(dòng)同類(lèi)門(mén)的個(gè)數(shù)，它是衡量門(mén)

19、電路負(fù)載能力的一個(gè)參數(shù)， TTL與非門(mén)有兩種不同性質(zhì)的負(fù)載，即灌電流負(fù)載和拉電流負(fù)載，因此有兩種扇出 系數(shù)。即低電平扇出系數(shù)和高電平扇出系數(shù)。3.2.4譯碼與顯示電路（一）電路如圖15所示74LS48DPY_7-SEG圖15（二）電路的工作原理譯碼是編碼的相反過(guò)程，譯碼器是將輸入的二進(jìn)制代碼翻譯成相應(yīng)的輸出信號(hào) 以表示編碼時(shí)所賦予原意的電路。常用的集成譯碼器有二進(jìn)制譯碼器、二一十制譯 碼器和BCD-7段譯碼器、顯示模塊用來(lái)顯示計(jì)時(shí)模塊輸出的結(jié)果。（三）對(duì)電路中的主要元件及功能介紹（1）譯碼器74LS48譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。它的工作是把給定的代碼進(jìn)行 “翻譯”，變成相應(yīng)的狀

20、態(tài)，使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)輸出。譯碼器在數(shù)字系 統(tǒng)中有廣泛的用途，不僅用于代碼的轉(zhuǎn)換、終端的數(shù)字顯示，還用于數(shù)字分配，存 儲(chǔ)器尋址和組合控制信號(hào)等。譯碼器可以分為通用譯碼器和顯示譯碼器兩大類(lèi)。在 電路中用的譯碼器是共陰極譯碼器74LS48,用74LS48把輸入的8421BCD碼ABCD譯 成七段輸出a-g，再由七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)的數(shù)。74LS48的管腳圖如圖16。在管 腳圖中，管腳LT、RBI、BI/RBO都是低電平是起作用，作用分別為：LT為燈測(cè)檢查，用LT可檢查七段顯示器個(gè)字段是否能正常被點(diǎn)燃。BI是滅燈輸入，可以使顯示燈熄滅。RBI是滅零輸入，可以按照需要將顯示的零予以熄滅BI/R

21、BO是共用輸出端，RBO 稱(chēng)為滅零輸出端，可以配合滅零輸出端RBI，在多位十進(jìn)制數(shù)表示時(shí)，把多余零位 熄滅掉，以提高視圖的清晰度。也可用共陰譯碼器74LS248, CD4511。4537126bI/rboa b c d e f g皿-LTA B c D13 E T1 誦 9 13圖16顯示器 SM421050N在此電路圖中所用的顯示器是共陰極形式，陰極必須接地。SM421050N的管腳 功能圖如圖17a DPY3b fllb4 dC LEDgne e,f_g_DPY7-SEG圖17主體電路部分是由上面的以上的各個(gè)單元電路組成的。3.2.4自動(dòng)報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路(一)電路的工作原理報(bào)整點(diǎn)時(shí)數(shù)電路的功

22、能是：每當(dāng)數(shù)字鐘計(jì)時(shí)到整點(diǎn)時(shí)發(fā)出音響，并且?guī)c(diǎn)響幾 聲。實(shí)現(xiàn)這一功能的電路主要有以下幾個(gè)部分。減法計(jì)數(shù)器：完成幾點(diǎn)響幾聲的功能。即從小時(shí)計(jì)數(shù)器的整點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行減法計(jì) 數(shù)，直到零為止。編碼器：將小時(shí)計(jì)數(shù)器的5個(gè)輸出端Q4、Q3、Q2、Q1、Q0按照“ 12翻1” 的編碼要求轉(zhuǎn)換為減法計(jì)數(shù)器的4個(gè)輸入端D3、D2、D、D0所需要的BCD碼。 在電路圖中編碼器是由與非門(mén)實(shí)現(xiàn)的組合邏輯電路。其中編碼器是由與非門(mén)實(shí)現(xiàn)的組合邏輯電路，其輸出端的邏輯表達(dá)式由5變量 的卡若圖可得。D0 2。D1 = QQ1 QQ4D2 =瓦西D3 = 口 Q分進(jìn)位脈沖小時(shí)計(jì)數(shù)器輸出減法計(jì)數(shù)器輸入CKQ 4 Q Q 2 Q1Q

23、0D3 D2 D1 D 010 0 0 0 10 0 0 120 0 0 1 00 0 1 030 0 0 1 10 0 1 140 0 1 0 00 1 0 050 0 1 0 10 1 0 160 0 1 1 00 1 1 070 0 1 1 10 1 1 180 1 0 0 01 0 0 090 1 0 0 11 0 0 1101 0 0 0 01 0 1 0111 0 0 0 11 0 1 1121 0 0 1 01 1 0 0編碼器的真值表D0D1D2D3邏輯控制電路 控制減法計(jì)數(shù)器的清“0”與置數(shù)，控制音響電路 的輸入信號(hào)。減法計(jì)數(shù)器選用74LS191，74LS191各控制端的作用

24、如下。LD為置數(shù)端。當(dāng)LD=0時(shí)將小時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)數(shù)據(jù)輸入端D0DD2D3的數(shù)據(jù)置 入，RC為溢出負(fù)脈沖輸出端.當(dāng)減法計(jì)數(shù)到“0”時(shí)，RC輸出一個(gè)負(fù)脈沖。U/D為加 /減控制器。U/D=1時(shí)減法計(jì)數(shù)。CKa為減法計(jì)數(shù)脈沖，兼作音響電路的控制脈沖。 邏輯控制電路由D觸發(fā)器74LS74與多級(jí)與非門(mén)組成。其工作原理是：接通電源后 按觸發(fā)開(kāi)關(guān)S，使D觸發(fā)器74LS74清0，即1Q=0。該清“0”脈沖有兩個(gè)作用: 一是，使74LS191的置數(shù)端LD=0,即將此對(duì)應(yīng)的小時(shí)計(jì)數(shù)器輸出的整點(diǎn)時(shí)數(shù)置入 74LS191； 二是，封鎖1KHz的音頻信號(hào)，使音響電路無(wú)脈沖輸入。當(dāng)分十位計(jì)數(shù) 器的進(jìn)位脈沖下降沿到來(lái)時(shí)

25、，經(jīng)過(guò)G1反相，小時(shí)計(jì)數(shù)器加1。新的小時(shí)數(shù)置于 74LS191，分十位計(jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖的下降沿到來(lái)時(shí)又使74LS74的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，1Q 經(jīng)G3、G4延時(shí)后，74LS191進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖由CK0提供。CK0=1時(shí)音響 電路發(fā)出1KHz聲音，當(dāng)CK0=0時(shí)停響。當(dāng)減法計(jì)數(shù)到0時(shí)，使D觸發(fā)器的1CK=0, 但是觸發(fā)器的狀態(tài)不改變。因?yàn)榉质挥?jì)數(shù)器的進(jìn)位脈沖仍為0, CK=1，使D觸發(fā) 器翻轉(zhuǎn)復(fù)“0”，74LS191又回到置數(shù)狀態(tài)，直到下一個(gè)分十位計(jì)數(shù)器進(jìn)位脈沖的下 降沿來(lái)到。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警的功能。如果出現(xiàn)某些整點(diǎn)數(shù)不準(zhǔn)確，其主要原因是邏輯 控制電路的與非門(mén)延時(shí)時(shí)間不夠，產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的現(xiàn)象，可以適當(dāng)增加與非門(mén)的級(jí) 數(shù)或接如小電容進(jìn)行濾波。4.調(diào)試4.1振蕩電路部分我用的1MHZ的晶振產(chǎn)生1MHZ的頻率經(jīng)過(guò)74LS90組成的二-五-十的分頻器，可 很好的擴(kuò)展部分所需的頻率。只是要用六塊74LS90，后來(lái)我查了手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)4518 有兩片十進(jìn)制分頻器，功能與