【急】用EWB做一个电子钟，和一个计时器

设计指标及要求设计一个多功能数字钟，以一昼夜24小时为一个计数周期。准确计时，具有“时”“分”“秒”数字显示。整点能自动打点、报时。要求报时声响四低一高，最后一响为整点。具有校时功能。要求电路主要采用中小规模CMOS集成电路。要求电路尽量简化，并选用同类型的器件。在EWB电子工作平台上进行电路的设计和计算机仿真。设计原理1总体设计方案数字钟原理框图如图1所示，电路一般包括以下几个部分：振荡器、分频器、译码显示电路、时分秒计数器、校时电路、报时电路以及闹铃电路。2对于各个部分而言数字钟计时的标准信号应该是频率相当稳定的1HZ秒脉冲，所以要设置标准时间源。数字钟计时周期是24，因此必须设置24计数器，秒、分、时由七段数码管显示。为使数字钟走时与标准时间一致，校时电路是必不可少的。设计中采用开关控制校时直接用秒脉冲先后对“时”“分”“秒”计数器进行校时 *** 作。3各独立功能部件的设计振荡器振荡器是计时器的核心，其作用是产生一个标准频率的脉冲信号。振荡频率的精度和稳定度决定了数字钟的质量。图2采用集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器。输出的脉冲频率为fS=1/[(R1+2R2)C1ln2]=1KHZ，周期T=1/fS=1ms。附555定时器的功能表输入 输 出 阀值输入（v11） 触发输入（v12） 复位（RD） 输出（VO） 发电管T × × 0 0 导通 2/3VCC >1/3VCC 1 0 导通 1/3VCC 1 不变 不变 （2）秒计时器（60 获得秒脉冲信号后，可根据60秒为一分，60分为一小时，24时为一个计数周期的计数规则，分别确定秒，分，时的计数器。由于秒和分的显示都为60进制，因此他们可有两级十进制计数器组成，其中秒和分的个位为十进数器，十位为六进制计数器，可利用两片74160集成电路来实现。74160和74161一样，具有相同的逻辑符号，引脚图和功能表，各引脚图的功能和用法也相同。所不同的仅在于74160是十进制，而74161是十六进制。用6片74160构成秒计时器、分计时器、时计时器。芯片1、2构成秒计时器，74160为10进制，因为秒的十位为六进制，所以要改变进制就要进行改造，芯片2的QD Qc QB QA当输出为0110时，与非门输出为0，清零端使芯片清零。芯片3、4构成分计时器，原理和秒计时器一样。芯片5、6构成时计时器，由于时为24进制，所以，当芯片5的QB为1并且芯片6的Qc为1时此时应让芯片强制清零。所以连接一个与非门，在这个条件成立时，与非门的输出将使芯片强制清零（3）时间校对电路 时间校对电路由一个开关组成，开关的引脚一个节上一级的进位信号，一个接555定时器的输出端。当需要校对时间的时候，我们可以把开关接至555定时器的输出端，平常时开关打至上一级的进位信号端。4系统电路图 安装和调试用示波器检测集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器的输出信号波形和频率，555振荡器输出频率应为1000HZ。将频率为1000Hz的信号送入分频器，并用示波器检查各级分频器的输出频率是否符合设计要求。将1秒信号分别送入“时”、“分”、“秒”计数器，用显示器检查计数器的工作情况，看计数器是否按设计的进制计数。观察校时电路的功能是否满足校时要求。当分频器和计数器正常工作后，将各级的电路相连，观察数字钟能否准确正常工作。检查计数器能否正常整点报时以及能否按设置时间闹铃。元件清单 数码管显示器 四段数码管 6 十进制计数器 74160 6 多输入与非门 3 定时器 555 1 非门 2 电阻、电容、导线等。设计收获 通过对多功能数字钟的设计，我掌握了EWB软件的使用以及如何熟练的、合理的选用集成电路器件。通过对电路性能指标的测试与调试，加强了我在分析和解决设计故障方面的能力,为以后做设计打下了基础。网上找的，希望对你有所帮助！ >数字电子技术基础课程设计（一）——电子钟
数字电子技术基础
课程设计
电子秒表
一．设计目的：
1、了解计时器主体电路的组成及工作原理;
2、熟悉集成电路及有关电子元器件的使用;
3、学习数字电路中基本RS触发器、时钟发生器及计数、译码显示等单元电路的综合应用。
二．设计任务及说明：
电子秒表电路是一块独立构成的记时集成电路芯片。它集成了计数器、、振荡器、译码器和驱动等电路，能够对秒以下时间单位进行精确记时，具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能。

设计一个可以满足以下要求的简易秒表

1秒表由5位七段LED显示器显示，其中一位显示“min”,四位显示“s”，其中显示分辩率为001 s，计时范围是0—9分59秒99毫秒；

2具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时等控制功能；
3控制开关为两个：启动（继续）/暂停记时开关和复位开关
三．总体方案及原理:
电子秒表要求能够对时间进行精确记时并显示出来,因此要有时钟发生器,记数及译码显示,控制等模块,系统框图如下:

时钟发生器

记数器

译码器
显示器

控制器
图1系统框图
其中：
(1)时钟发生器：利用石英震荡555定时器构成的多谐振荡器做时钟源,产生100HZ的脉冲;
(2)记数器：对时钟信号进行记数并进位,毫秒和秒之间10进制,秒和分之间60进制;
(3)译码器：对脉冲记数进行译码输出到显示单元中；
(4)显示器：采用5片LED显示器把各位的数值显示出来，是秒表最终的输出，有分、秒、和毫秒位；
(5)控制器：控制电路是对秒表的工作状态（记时开始/暂停/继续/复位等）进行控制的单元，可由触发器和开关组成。
四．单元电路设计，参数计算和器件选择：
1时钟发生单元
时钟发生器可以采用石英晶体震荡产生100HZ时钟信号，也可以用555定时器构成的多谐振荡器，555定时器是一种性能较好的时钟源，切构造简单，采用555定时器构成的多谐振荡器做为电子秒表的输入脉冲源。
因输出要求为100HZ的，选择占空比为55%，可根据

T=（ ）Cln2=001
可选择的电阻进行连接可在输出端3获得频率为100HZ的矩形波信号，即T=001S的时钟源，当基本RS触发器Q＝1时，门5开启，此时100HZ脉冲信号通过门5作为计数脉冲加于计数器①的计数输入端CP2。

图2时钟发生器555定时器构成的多谐振荡器
2记数单元

记数器74160、74ls192、74ls90等都能实现十进制记数，本设计采用二—五—十进制加法计数器74LS90构成电子秒表的计数单元，如图3所示，555定时器构成的多谐振荡器作为计数器①的时钟输入。计数器①及计数器②接成8421码十进制形式，其输出端与实验装置上译码显示单元的相应输入端连接，可显示001～009秒；01～09秒计时，计数器②及计数器③，计数器③和计数器④也接成8421码十进制形式，计数器④和计数器⑤接成60进制的形式，实现秒对分的进位。
集成异步计数器74LS90简介
74LS90是异步二—五—十进制加法计数器，它既可以作二进制加法计数器，又可以作五进制和十进制加法计数器。
图3为74LS90引脚排列，表1为功能表。
通过不同的连接方式，74LS90可以实现四种不同的逻辑功能；而且还可借助R0(1)、R0(2)对计数器清零，借助S9(1)、S9(2)将计数器置9。其具体功能详述如下：
(1)计数脉冲从CP1输入，QA作为输出端，为二进制计数器。
(2)计数脉冲从CP2输入，QDQCQB作为输出端，为异步五进制加法计数器。
(3)若将CP2和QA相连，计数脉冲由CP1输入，QD、QC、QB、QA作为输出端，
则构成异步8421码十进制加法计数器。
(4)若将CP1与QD相连，计数脉冲由CP2输入，QA、QD、QC、QB作为输出端，
则构成异步5421码十进制加法计数器。
(5)清零、置9功能。
a)
异步清零

当R0(1)、R0(2)均为“1”；S9(1)、S9(2)中有“0”时，实现异步清零功能，即QDQCQBQA＝0000。
b)
置9功能
当S9(1)、S9(2)均为“1”；R0(1)、R0(2)中有“0”时，实现置9功能，即QDQCQBQA＝1001。
图374LS90引脚排列（下）
输
入
输 出
功
能
清 0
置 9
时 钟
QD QC QB QA
R0(1)、R0(2)
S9(1)、S9(2)
CP1 CP2

1
1
0
×
×
0
×
×
0
0
0
0
清
0
0
×
×
0
1
1
×
×
1
0
0
1
置
9
0
×
×
0
0
×
×
0
↓
1
QA
输 出
二进制计数

1
↓
QDQCQB输出
五进制计数

↓
QA
QDQCQBQA输出8421BCD码
十进制计数

QD
↓
QAQDQCQB输出5421BCD码
十进制计数

1
1
不
变
保
持
表1 74LS90功能表
10秒到分位的6进制位可在十进制的基础上将QB、QC连接到一个与门，它的置零信号与系统的置零信号通过一个或门连接接至R0(1)，即当记数为6或有置零信号是均置零，如图4所示。

图4 74ls90组成的6进制记数器
3 译码显示单元
74LS248（74LS48）是BCD码到七段码的显示译码器，它可以直接驱动共阴极数码管。它的管脚图如图5所示 显示器用 LC5011-11 共阴极LED显示器(注：在multisim中仿真可以用译码显示器DCD_HEX代替译码和显示单元)。
图5 74LS248管脚图
4 控制单元
（1）
启动（继续）/暂停记时开关
采用集成与非门构成的基本RS触发器。属低电平直接触发的触发器，有直接置位、复位的功能。
它的一路输出作为单稳态触发器的输入，另一路输出Q作为与非门5的输入控制信号。
按动按钮开关B（接地），则门1输出 ＝1；门2输出Q＝0，K2复位后Q、状态保持不变。再按动按钮开关K1 ,则Q由0变为1，门5开启, 为计数器启动作好准备。由1变0，送出负脉冲，启动单稳态触发器工作。
（2）
清零开关
通过开关对每个计数器的R0(2)给以高电平能实现系统的清零。
五：在MULTISIM中进行仿真
将各个芯片在MULTISIM8中连接并进行仿真，仿真如图6所示，结果正确。
六：设计所需元件
555触发器一片，74ls90五片，74ls248五片，LC5011-11 共阴极LED显示器五片，
电容、电阻若干。
七：设计心得
本次课程设计对数字电子技术有了更进一步的熟悉，实际 *** 作和课本上的知识有很大联系，但又高于课本，一个看似很简单的电路，要动手把它设计出来就比较困难了，因为是设计要求我们在以后的学习中注意这一点，要把课本上所学到的知识和实际联系起来，同时通过本次电路的设计，不但巩固了所学知识，也使我们把理论与实践从真正意义上结合起来，增强了学习的兴趣，考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力。

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