電路cad課程設(shè)計--智能萬年歷時鐘電路

勵《應(yīng)打少大孝

TAIYUANUNIVERSITYOFTECHNOLOGY

電路CAD課程設(shè)計報告

設(shè)計題目：智能萬年歷時鐘電路

專業(yè)班級：____________________

學(xué)號：_____________________

學(xué)生姓名：_____________________

同組學(xué)生：____________________

2012/11/23

摘要

數(shù)字時鐘是一種采用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)“時”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計時裝置。與

機(jī)械時鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，且無機(jī)械裝置，具有更長的使用壽命，不僅作為家

用電子時鐘為大家喜愛，而且可以用于機(jī)場、車站、碼頭、體育場、等公共場所，給人們提供

了準(zhǔn)確的時間。在此基礎(chǔ)上，可以加載做出萬年歷的時鐘顯示器，對各年份都能顯示出來。

萬年歷數(shù)字時鐘從原理上來說是i種典型的數(shù)字電路。目前，數(shù)字時鐘的功能越來越強(qiáng)，

并且有多種專門的大規(guī)模集成電路可供選擇。但從學(xué)習(xí)的角度考慮，在此設(shè)計報告中以小規(guī)模

的集成電路來設(shè)計制作萬年歷時鐘。

本文描述了一個基于數(shù)字邏輯電路的能實(shí)現(xiàn)萬年歷功能電子時鐘的設(shè)計，系統(tǒng)由計數(shù)器電

路、按鍵校時電路、數(shù)碼管顯示電路等部分構(gòu)成。計數(shù)器電路包含年計數(shù)器、月計數(shù)器、日計

數(shù)器、星期計數(shù)器等部分，各部分分別完成對“年”、“月”、“日”、“星期”的計數(shù)。按鍵校時

電路可分別對“年”、“月”、“日”、“星期”進(jìn)行單獨(dú)校時。數(shù)碼管顯示部分能實(shí)現(xiàn)時鐘日歷的

功能,能進(jìn)行“年”、“月”、“日"、"星期"的顯示。

未來，萬年歷將會朝著精準(zhǔn)度更高，外觀更加美麗，價格更加實(shí)惠的方向發(fā)展，并且將會

出現(xiàn)更多的輔助功能。

關(guān)鍵詞時鐘萬年歷數(shù)碼管數(shù)字邏輯

Abstract

Thedigitalclockisadigitalcircuittechnologytoachievehourfigures,minutefiguresand

secondfigureswhichcanshowthetimingdevice.Comparedwiththemechanicalclockitretains

higheraccuracyandintuitiveness,andnomechanicaldevice.Atthesametime,ithasalongerlife.

Soitisusedashomeelectronicclockfovoriteforeveryone,andcanbeusedinairports,railway

stations,docks,stadiums,andotherpublicplacetoprovidepeoplewithaccuratetime.Onthisbasis,

Itcanbeloadedtomakethecalendarclockdisplay,andcanbedisplayedforeachYear.

Inprinciple,calendardigitalclockisatypicaldigitalcircuit.Currently,thefunctionofthe

digitalclockisgettingstronger,andavarietyofspecializedLSIcanbeselected.However,inthe

learningviewpoint,inthisdesignreportwedesignedcalendarclockwhichbasedonasmallscale

integratedcircuit.

Thispaperdescribesadesignbasedondigitallogiccircuitcanachieveperpetualcalendar

functionelectronicclock.Thesystemconsistsofacountercircuit,keyschoolcircuitanddigitaltube

displaycircuitparts.Thecountercircuitincludesayearcounter,themonthcounter,daycounter,

weekcounterpart,thevariouspartsoftherespectiveyear,month,day,weekcount.Keytiming

circuitcantimingyear,month,dayandweekrespectively.Thedigitaldisplaypartscanachievethe

functionofaclockcalendar,anddisplayyear,month,dayandweek.

Inthefuture,thecalendarwilldevelopinthedirectionofhigheraccuracy,morebeautiful

exteriorandmoreaffordableprice.Therewillbemoreauxiliaryfunctions.

KeywordsClockCalendarDigitaltubeDigitallogic

目錄

一、設(shè)計任務(wù)與要求.............................................1

二、方案設(shè)計與論證.............................................1

1.方案一................................................1

2.方案二................................................2

3.方案的最終選擇與確定..................................3

三、單元電路設(shè)計與參數(shù)的計算..................................3

1.單元電路設(shè)計過程.......................................3

(1)計數(shù)器電路...........................................3

(2)按鍵校時電路...........................................12

(3)譯碼顯示電路...........................................15

2.設(shè)計電路的原理圖.......................................15

(1)計數(shù)器電路.............................................15

(2)按鍵校時電路...........................................16

(3)譯碼顯示電路...........................................16

3.單元電路設(shè)計與參數(shù)計算的小結(jié)............................16

四、protel繪制的總原理圖及元器件清單............................17

1.總原理繪制圖.............................................17

2.PCB制板圖..............................................20

3.對于繪圖的部分說明......................................20

4.原理圖元器件清單........................................21

五、結(jié)論與心得.....................................................22

參考文獻(xiàn)............................................................23

一、設(shè)計任務(wù)與要求:

本設(shè)計準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)的功能：

(1)顯示公歷日期功能(年、月、日、星期)。

(2)可通過按鍵切換年、月、日、星期的顯示狀態(tài)。

(3)可隨時調(diào)校年、月、日及星期。

(4)可每次增減一進(jìn)行時間調(diào)節(jié)。

(5)可動態(tài)完整顯示年份，實(shí)現(xiàn)真正的萬年歷顯示。

二、方案設(shè)計與論證:

1.方案一：

通過一段時間對專業(yè)書籍及多種設(shè)計方案的研究及分析，在計數(shù)電路芯片的選擇上可以

采用74LS160或74LS90,在實(shí)現(xiàn)的電路中有兩種方案來實(shí)現(xiàn)清零(異步置數(shù)和同步清零)；

對于實(shí)現(xiàn)年、月、日、星期的顯示,可采用LED液晶顯示屏、點(diǎn)陣式數(shù)碼管、LED數(shù)碼管中的

一種；在實(shí)現(xiàn)年、月、日、星期的校時方面，可設(shè)置K3、K2、K1三個開關(guān)分別作為年、

月、日的校時控制開關(guān)，由于"日"與''星期"同步，因而控制“日”的同時也控制了“星期”。

另外通過按鈕開關(guān)可以在日期與時間間切換和對時鐘進(jìn)行調(diào)整。

該方案的系統(tǒng)原理框圖如下：

圖中各單元電路的工作原理如下：

(1)計數(shù)器電路：包括年計數(shù)器、月計數(shù)器、日計數(shù)器、星期計數(shù)器四部分。各部分分

別完成對“年”、“月”、“日”、“星期”的計數(shù)。

(2)譯碼顯示電路：譯碼顯示電路的功能是將年、月、日、星期計數(shù)器輸出的4位二進(jìn)

制碼進(jìn)行翻譯后顯示出相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字。

(3)校時電路：當(dāng)數(shù)字鐘計時出現(xiàn)誤差時，必須對時間進(jìn)行校正，通常稱為“校時”，校

時是數(shù)字鐘應(yīng)該具備的基本功能，一般要求能對年、月、日分別進(jìn)行校正。

2.方案二：

對于本題目的設(shè)計，我們不僅可以運(yùn)用以前學(xué)過的課程——《數(shù)字電路邏輯設(shè)計》里邊的

知識來完成，也可以運(yùn)用我們所學(xué)過的單片機(jī)知識來完成本設(shè)計，我們可以直接用叫簡單的單

片機(jī)芯片AT89C51再加上其周圍的外設(shè)電路結(jié)構(gòu)來完成。

該方案的系統(tǒng)原理框圖如下：

圖中各單元電路的工作原理如下：

(1)晶體電路：晶體振蕩器電路給數(shù)字鐘提供一個頻率穩(wěn)定準(zhǔn)確的32768Hz的方波信

號，可保證數(shù)字鐘的走時準(zhǔn)確及穩(wěn)定。不管是指針式的電子鐘還是數(shù)字顯示的電子鐘都使用了

晶體蕩器電路。

(2)復(fù)位電路：分頻器電路將高頻方波信號經(jīng)分頻后得到1Hz的方波信號供秒計數(shù)器

進(jìn)行計數(shù)，分頻器實(shí)際上也就是計數(shù)器。

(3)時間調(diào)整電路：利用4*4矩陣鍵盤電路設(shè)計調(diào)整電路，對萬年歷的事件進(jìn)行調(diào)整。

(4)數(shù)碼管顯示電路：包括數(shù)碼管段選部分和數(shù)碼管位選部分，數(shù)碼管段選部分控制顯

示數(shù)值，數(shù)碼管位選部分控制顯示地址。

由于使用單片機(jī)成本較高，而且編程復(fù)雜，故選擇方案二，利用數(shù)字邏輯電路設(shè)計萬年

歷。

3.方案的最終選擇與確定：

對于第一種方案，是我們所熟悉的純數(shù)電式電路，核心為2種不同型號的數(shù)字芯片和4

種不同型號的邏輯運(yùn)算芯片，其余的外圍電路只增加了數(shù)碼管、電阻、按鍵，電路原理可以通

過數(shù)字邏輯計算公式來很好的表達(dá)，電路原理圖也可很容易的構(gòu)建出來。從制作費(fèi)用的角度來

講，外圍芯片以及芯片周圍的簡單元件都是既好買又便宜的，很方便我們的電子設(shè)計，花費(fèi)也

少。

對于第二種方案，也是我們所熟悉的單片機(jī)電路，核心為AT89C51單片機(jī)，外設(shè)也是

一些簡單的電阻、電容、數(shù)碼管構(gòu)成，電路原理相對于第一種更加簡單，對于PCB畫板之類

的也是省了不少麻煩。但是該設(shè)計的問題是編寫的程序過于復(fù)雜，其工作量遠(yuǎn)大于方案一的設(shè)

計，而且從制作費(fèi)用來講，光一個單片機(jī)的價格就已經(jīng)可以買方案一?中的所有芯片，可能還會

有剩余。

由以上分析最終確定出我們的設(shè)計是采用方案一。

三、單元電路設(shè)計與參數(shù)的計算：

(我的工作主要是protel電路圖和PCB板的全部繪制)

1.單元電路設(shè)計過程：

(1)計數(shù)器電路：

包括年計數(shù)器、月計數(shù)器、日計數(shù)器、星期計數(shù)器四部分

A.元器件的選擇：

所用元器件包括:74LS90芯片5個;74LS08芯片6個;74LS04芯片-1個;74LS193

芯片2個；74LS00芯片1個。

B.元器件選擇說明：

①選擇74LS90芯片作為“年”、“月”及“日”十位的計數(shù)芯片

(注：考慮到74LS90布線簡單，門電路使用少的優(yōu)點(diǎn)，因而舍棄了74LS160芯片)

74LS90是異步二一五一十進(jìn)制加法計數(shù)器，它既可以作二進(jìn)制加法計數(shù)器，又可以

作五進(jìn)制和十進(jìn)制加法計數(shù)器。

如下圖1為74LS90芯片引腳圖：

INPUTB[7l7|INPUTA

Ro(n[7回zc

R

0(2)[T到QA

NC叵22JQD

VccEW|QND

區(qū)Q

Rgs3B

Rg(2)叵I]Qc

圖174LS90芯片的引腳圖

通過不同的連接方式，74LS90可以實(shí)現(xiàn)四種不同的邏輯功能；而且還可借助RO(1)、

R0(2)對計數(shù)器清零，借助S9(l)、S9(2)將計數(shù)器置9。其具體功能詳述如下：

(1)計數(shù)脈沖從CP1輸入，QA作為輸出端，為二進(jìn)制計數(shù)器。

(2)計數(shù)脈沖從CP2輸入，QDQCQB作為輸出端，為異步五進(jìn)制加法計數(shù)器。

(3)若將CP2和QA相連，計數(shù)脈沖由CP1輸入，QD、QC、QB、QA作為輸出端，

則構(gòu)成異步8421碼十進(jìn)制加法計數(shù)器。

(4)若將CP1與QD相連，計數(shù)脈沖由CP2輸入，QA、QD、QC、QB作為輸出端，

則構(gòu)成異步5421碼十進(jìn)制加法計數(shù)器。

(5)清零、置9功能：

異步清零:當(dāng)RO(1)、R0(2)均為“1"；S9(l)、S9⑵中有“0”時,實(shí)現(xiàn)異步清零功能,

即QDQCQBQA=0000o

置9功能:當(dāng)S9(l)、S9(2)均為“1"；R0(l)、R0⑵中有“0”時,實(shí)現(xiàn)置9功能，即

QDQCQBQA=1001o

如下表1為74LS90芯片功能表：

表174LS90芯片的功能表

輸入輸出

清0置9時鐘功能

QDQCQBQA

Ro(l)、Ro⑵S9(l)>S9(2)CP]CP2

0x

11XX0000清0

X0

0X

11XX1001置9

X0

11QA輸出二進(jìn)制計數(shù)

11QDQCQB輸出五進(jìn)制計數(shù)

QDQCQBQA輸出

0X0x1QA卜進(jìn)制計數(shù)

8421BCD碼

X0x0

QAQDQCQB輸出

QD1十進(jìn)制計數(shù)

5421BCD碼

11不變保持

②選擇74LS193芯片作為“星期”和“日”個位的計數(shù)芯片：

常用的集成同步計數(shù)器有4位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器74161、單時鐘4位二進(jìn)制同步

可逆計數(shù)器74191、單時鐘十進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74190、雙時鐘4位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器

74193。

注：(74LS193芯片性能穩(wěn)定價格低廉，相比其他集成同步計數(shù)器較好)

如下圖2為4位二進(jìn)制同步可逆計數(shù)器74193的引腳排列圖及邏輯符號:

VccPoMRTCDTCUPLP2P3

LdUJUJLdLdLLlUJLd

PlQjQQCPDCP（JC）2Q3GND

圖274193的引腳圖

如下表2為74193輸入'輸出信號的說明:

表274193輸入/輸出信號的說明

引線名稱說明

CLR清除

預(yù)置控制

LD

輸

D,C,B,A預(yù)置初置

入

端累加計數(shù)脈沖

累減計數(shù)脈沖

CP1）f

記數(shù)值

QDQCQBQA

輸

出進(jìn)位輸出負(fù)脈沖

Qcc

端

借位輸出負(fù)脈沖

QCB

當(dāng)CLR為高電平時，計數(shù)器被清除為“0”當(dāng)為低電平時，計數(shù)器被預(yù)置為A、

B、C、D端輸入的值；當(dāng)計數(shù)脈沖由°匕端輸入時，計數(shù)器進(jìn)行累加計數(shù)；當(dāng)計數(shù)脈沖由

端輸入時，計數(shù)器進(jìn)行累減計數(shù)。如下表3為74LS193的功能表：

表374LS193功能表

CLRLDDCBACP。CPDQDQcQBQA

1ddddddd0000

00x3x2xlxOddx3x2xlxO

01ddddt1累加計數(shù)

01dddd1t累減計數(shù)

4位二進(jìn)制計數(shù)器是模為16的計數(shù)器。在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)需要用4位二進(jìn)制計數(shù)

器構(gòu)成模為任意R（R小于16或大于16）的計數(shù)器

③選擇74LS04芯片和74LS08芯片作為門電路芯片：

7404芯片內(nèi)部包含6組反向器，在設(shè)計中用一組即可，如下圖3為74LS04芯片的

邏輯圖：

圖374LS04芯片的邏輯圖

74LS08芯片內(nèi)部包含4組2輸入與門（正邏輯），如下圖4為74LS08芯片的邏輯

圖:

RIRIRIRI[wlrnR

GND

圖474LS08芯片的邏輯圖

C.計數(shù)器電路的框圖及設(shè)計說明：

a、對“日”的分析：

如下圖5為“日”顯示multisim原理圖:

74LS193D

至

羽

圖5"日”顯示multisim原理圖

由于本次設(shè)計中“日”是30進(jìn)制，所以“日”的個位顯示是從0—9這10個數(shù)，“日”

的十位顯示是從0-3這3個數(shù)。

“日”個位的分析：

“日”個位計數(shù)器的初始狀態(tài)為0”。(心。廣0001，其狀態(tài)變化序列如下：

0001—?0010—?0011—?0100—>0101

tI

0000—1001<—1000*—0111—0110

根據(jù)74LS193的功能表，可將A和CP。接邏輯1,C弓接計數(shù)脈沖。由于“日”個位

的置數(shù)是受“日”十位控制的，當(dāng)“日”十位顯示由3變到0時即QOQCQSQA由00U變到0100

時，“日”個位變?yōu)槌踔担虼丝衫谩叭铡笔坏?和。8端的高電位進(jìn)行置數(shù)，“日”個位

的置數(shù)信號方程：Y=QA-QB，但由于74LS193的置數(shù)控制端說是低電平有效，所以在輸入

前必須加上與非門(即圖中的74LS08和7404),最后輸入到Z5的信號為丫=如石，從而完

成對“日”個位的置數(shù)。對于“日”個位計數(shù)器的清零，由于“日”個位是十進(jìn)制計數(shù)，當(dāng)計

數(shù)器輸出由1001變?yōu)?010時，計數(shù)器狀態(tài)立即變?yōu)?000,,當(dāng)下一個計數(shù)脈沖到達(dá)時，再由

0000變?yōu)?001繼續(xù)進(jìn)行加一計數(shù)，可將QD和QA的高電平經(jīng)與門接至清除端CLR,完成對“日”

個位的清零。

“日”十位的分析：

“日”個位計數(shù)器的初始狀態(tài)為其狀態(tài)變化序列如下：

0000—?0001

t;

0011—0010

根據(jù)74LS90的功能表，可將S9(1)S9(2)接地，時鐘端Cg接以，一接“日”

個位的進(jìn)位端。對于“日”十位的3進(jìn)制計數(shù)，當(dāng)“日”十位顯示由3變到0時即QOQCQBQA

由0011變到0100時，計數(shù)器狀態(tài)立即變?yōu)?000,,當(dāng)下一個計數(shù)脈沖到達(dá)時，再由0000變

為0001繼續(xù)進(jìn)行加-計數(shù)，可將。.和好的高電平經(jīng)與門送到清零端R01和R02,完成十位

清零。

b、對“月”的分析：

如下圖6為“月”顯示的原理圖:

圖6“月”顯示的原理圖

由于本次設(shè)計中“月”是12進(jìn)制，所以“月”的個位顯示是從0—9這10個數(shù)，“月”

的十位顯示是從0—1這2個數(shù)。

“月”個位計數(shù)器的初始狀態(tài)為?！??！?。尸0000,其狀態(tài)變化序列如下：

0000—?0001—?0010—?0011—?0100

1001V—1000V—0111V—0110V—0101

“月”十位計數(shù)器的初始狀態(tài)為Q°QCQBQA=OOOO,其狀態(tài)變化序列如下:

0000^=±0001

根據(jù)74LS90的功能表，可將兩個計數(shù)器的S9(1)、S9(2)均接地，時鐘端C舄均接

由于“月”是12進(jìn)制，當(dāng)“月”十位顯示1即。儲0。尸0001，“月”個位顯示2即

0,。＜、0。/0010時，兩計數(shù)器的狀態(tài)均為0000,可將“月”十位的2和“月”個位的Op的

高電平經(jīng)與門送到兩計數(shù)器清零端R01和R02,完成十位清零。對于“月”個位和“月”十

位的計數(shù)器進(jìn)位設(shè)計：“月”“月”十位的C6接個位的進(jìn)位端。。,“月”個位的接“日”

十位的進(jìn)位信號丫=°八QB。

c、對“年”的分析：

如下圖7為“年”顯示的原理圖:

圖7“年”顯示的原理圖

在萬年歷中“年”的顯示變化很小，此次設(shè)計僅設(shè)計了“年”的最后兩位，這兩位均

為十進(jìn)制，最大可記到99年。

根據(jù)74LS90的功能表，可將兩個計數(shù)器的S9(1)、S9(2)均接地，時鐘端°舄均

接。人，即可實(shí)現(xiàn)十進(jìn)制計數(shù)。當(dāng)“年”的十位計數(shù)器狀態(tài)為1001時，若下一個計數(shù)脈沖到來,

則“年”的兩個計數(shù)器均被清零，這里可利用“年”十位計數(shù)器的&和的進(jìn)位信號Y=°AQ。

進(jìn)行清零。

d、對“星期”的分析：

如下圖8為“星期”顯示的原理圖：

oO

m

§So§iiY

??

??

274LS

0?

丁d?

na

方

圖8"星期"顯示的原理圖

本次設(shè)計中“星期”是7進(jìn)制，所以“月”的個位顯示是從1一7這7個數(shù)，“月”個

位計數(shù)器的初始狀態(tài)為QCQCQSQAROOI，其狀態(tài)變化序列如下:

0001—?0010->0011—?0100

\I

、0111—0110—0101

根據(jù)74LS193的功能表，可將A和。弓接邏輯1,接計數(shù)脈沖。當(dāng)“星期”十位

顯示由7變到8時即。。。屋屋.由OU】變到1000時，“星期”計數(shù)器的狀態(tài)變?yōu)槌踔?001,

因此可利用“星期”計數(shù)器的。。端的高電位進(jìn)行置數(shù)，“星期”個位的置數(shù)信號方程：Y=0°,

但由于74LS193的置數(shù)控制端說是低電平有效，所以在輸入前必須加上與門(即圖中的

7404),最后輸入到訪的信號為丫=或，從而完成對“星期”計數(shù)器的置數(shù)。

(2)按鍵校時電路：

A.元器件的選擇：

所用元器件包括：74LS00芯片,74LS10芯片,74LS04芯片,3.3KC電阻4個，開

關(guān)、按鈕若干。

B.元器件選擇說明：

74LS10芯片內(nèi)含三組三輸入與非門，邏輯關(guān)系為：丫=痂，如下圖9為74LS10芯

片各管腳示意圖：

Vcc

圖974LS10芯片各管腳示意圖

74LS00芯片內(nèi)含4組二輸入與非門,其邏輯關(guān)系為：Y=A8,如下圖10為74LS00

芯片各管腳示意圖:

圖1074LS00芯片各管腳示意圖

C.校時電路的框圖及設(shè)計說明：

當(dāng)數(shù)字鐘計時出現(xiàn)誤差時，必須對時間進(jìn)行校正，通常稱為“校時”，校時是數(shù)字鐘應(yīng)

該具備的基本功能，-一般要求能對年、月、日分別進(jìn)行校正。

校時電路的設(shè)計要求是：在進(jìn)行“年”校正時，不影響“月”和“日”的正常計數(shù)；

在進(jìn)行“月”校正時，不影響“年”和“日”的正常計數(shù)；在進(jìn)行“日”校正時，不影響“月”

和“年”的正常計數(shù)。為此，可設(shè)置K3、K2、K1三個開關(guān)分別作為年、月、日校時控制

開關(guān)。

此外根據(jù)時間誤差的大小，可考慮兩種校時方法：一種方法是采用單脈沖進(jìn)行手動校

時，撥動校時開關(guān)后，每按一次單脈沖按鈕，相應(yīng)計數(shù)器增1；另一種方法是利用秒計時脈沖

進(jìn)行自動校時，撥動校時開關(guān)后，在秒計時脈沖作用下，相應(yīng)計數(shù)器自動遞增，直至增加到希

望的值后再將校時開關(guān)撥回初始狀態(tài)。設(shè)計時可設(shè)置開關(guān)K0區(qū)分兩種不同的校時方法。

如下表4為校時開關(guān)的功能表：

表4校時開關(guān)功能表：

K?儲K。功能

0000正常計數(shù)

0010日校正（手動）

001111校正（自動）

0100月校正（手動）

0101月校正（自動）

1000年校正（手動）

1001年校正（自動）

根據(jù)功能表內(nèi)容所寫出的數(shù)字鐘“年”、“月”、“日”計數(shù)器個位計數(shù)脈沖信號的表達(dá)

式如下：

=

^3*PJO十位進(jìn)位脈沖+K3K0*P單脈沖+嗎勺*跖計數(shù)脈沖

"_K*P+KK*P

「月一、2廠日十位進(jìn)位脈沖十42Ao1^脈沖十八2八0廠日計數(shù)脈沖

五日=降*P日計數(shù)脈沖+降K0*P單脈沖+K]K0*電計數(shù)脈沖

=(Kj+Ko)*P日計數(shù)脈沖+&K0*尸單脈沖

據(jù)此可設(shè)計出數(shù)字鐘校時電路如下圖11所示：

74LS10D74LS10O

=i4LS10Os

74LS10D74L

(3)譯碼顯示電路：

譯碼顯示電路的功能是將年、月、日計數(shù)器輸出的4位二進(jìn)制碼進(jìn)行翻譯后顯示出

相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)字。通常譯碼器與顯示器是配套使用的，選用共陰極發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器

BS202,則可選擇譯碼驅(qū)動器74LS48與之配套使用。

在此次設(shè)計中，使用了內(nèi)置譯碼驅(qū)動器74LS48及陰極發(fā)光二極管數(shù)碼顯示器BS202

的數(shù)碼管作為顯示部分。如下圖12所示：

74LS90D

圖12譯碼顯示電路

2.設(shè)計電路的原理圖:

(1)計數(shù)器電路：

（2）按鍵校時電路:

3.單元電路設(shè)計與參數(shù)計算的小結(jié)：

本設(shè)計由計數(shù)器電路、按鍵校時電路、數(shù)碼管顯示電路等部分構(gòu)成。計數(shù)器電路包含年

計數(shù)器、月計數(shù)器、日計數(shù)器、星期計數(shù)器等部分，各部分分別完成對“年”、“月”、“日”、

“星期”的計數(shù)。按鍵校時電路可分別對“年”、“月”、“日”、“星期”進(jìn)行單獨(dú)校時。數(shù)碼管

顯示部分能實(shí)現(xiàn)時鐘日歷的功能，能進(jìn)行“年”、“月”、“日”、“星期”的顯示。此設(shè)計基本上

完成了設(shè)計任務(wù)的要求。

四、protel繪制的總原理圖及元器件清單:

1.總原理繪制圖：

該數(shù)字鐘電路的工作原理是：由方波信號發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻脈沖信號，經(jīng)分頻電路輸

出標(biāo)準(zhǔn)的脈沖信號作為計時脈沖。日計數(shù)器計滿30后向分計數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖，并將其送到

月計數(shù)器的時鐘端，月計數(shù)器計滿12后向時計數(shù)器產(chǎn)生進(jìn)位脈沖，并將其送到年計數(shù)器的時

鐘端，年計數(shù)器按照模100的規(guī)律計數(shù)。計數(shù)器的輸出經(jīng)顯示譯碼器譯碼后送顯示器顯示。當(dāng)

電路計時出現(xiàn)誤差時，可以由校時電路分別對“時”、“分"、“秒”進(jìn)行校準(zhǔn)。

在原理圖的繪制中，由于芯片在元件庫中無法找到，因此，對于每種類型的芯片，均繪制

b、下圖為74LS04的元件繪制圖:

114

1AVCC

213

1Y6A

3.2A■6Y12

4,2Y?5A11

53A.5Y10

69

3Y4A

78

GND4Y

c、下圖為74LS08的元件繪制圖:

d、下圖為74LS10的元件繪制圖:

114

1AVCC

213

IB1C

32A.1Y12

42B.3C11

52C.3B10

69

2Y3A

78

GND3Y

e、下圖為74LS90的元件繪制圖:

f、下圖為74LS193的元件繪制圖:

g、下圖為內(nèi)置譯碼器LED數(shù)碼管的元件繪制圖:

2.PCB制板圖:

a、Top層PCB圖:

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Top層板圖

b、Bottom層PCB圖:

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