秒、分、时数字电子钟六十进制秒、分计数器，二十四进制（或十二进制）计时计数器.doc

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.15M 资料格式：doc 举报版权申诉

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数字电子钟是一种用数字显示秒、分、时、日的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确，显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到了广泛的应用。小到人们日常生活中的电子手表，大到车站、码头、机场等公共场所的大型数显电子钟。数字电子钟由以下几部分组成：秒脉冲发生器；校时电路；六十进制秒、分计数器，二十四进制（或十二进制）计时计数器；秒、分、时的译码显示部分等。设计总体思路从课程设计要求来看，数字钟主要分为数码显示器、60 进制和 12 进制计数器、频率振荡器和校时这几个部分。数字钟要完成显示需要 6 个数码管，八段的数码管需要译码器才能显示，然后要实现时、分、秒的计时需要 60 进制计数器和 12 进制计数器，在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意调整。频率振荡器可以由晶体振荡器分频来提供，也可以由 555 定时来产生脉冲并分频为 1HZ。方案可以采用 74LS160 同步十进制加法计数器或采用 74LS161 十六进制计数器或 74LS192 十进制异步清零计数器，也可进行组合来组成 10 进制和 6 进制的计数器。而小时的 12 进制可以采用上述方案。由于实验室中没有 74LS160 集成块且 74LS161 集成块较少，且 74LS161 是十六进制的，在实际中若采用 74LS161 制作数字钟将会在无形中增加若干集成块，故我采用了 74LS161 和 74LS192 进行组合。

系统设计框图如图 1 所示：图 1 秒脉冲发生器振荡器可由晶振组成，也可以由 555 定时器组成。图 7 是由 555 定时器构成的 1KHZ 的自激振荡器，其原理是 0.7(2R3+R4+R5)C4=1s。计时是 1HZ 的脉冲，计一次数。如图 8 所示电路。在仿真时，1HZ 的频率太慢了，在实际中得到的时间不是 1S 计数一次，所以仿真都是用函数发生器代替，所以在数字钟总电路图中没有振荡器。 1

图 2 计数电路计数电路中秒分时的计秒，计分为 60 进制计数器，计时为 12 进制计数器，采用 74LS161 和 74LS192 进行级联。（1）60 进制计数器电路如图 3 所示由一级 10 进制计数器和一级 6 进制计数器连接构成。74LS192 为十进制异步清零（“1”有效）计数器，CO 为进位端。74LS161 为二进制异步清零（“0”有效）计数器，它和与非门组成六进制计数。当 74LS161 计数至“0110” 时，与门和反相器发出清零信号使二进制计数器 74LS161 清零。同时十进制计数器通过与门使 74LS192 也清零，完成 60 进制计数功能。秒和分的计数器结构完全相同。当秒计满 60 个秒脉冲清零的同时也向分计数器发一个脉冲，使分计数器加 1。 2

控制六十进制的电路图 3 （2）12 进制计数器电路如图 4 所示 12 进制计数器同样由 74LS161 和 74LS192 组成。将 74LS161 的 QA 与 74LS192 的 QB 作为与门的输入，当第 24 个“时”脉冲（来自“分”计数器输出的进位信号）到达时，74LS161 的计数状态为 “0001”，74LS192 的计数状态为“0010”，此时“时”的个位计数器的 QA 和十位计数器的 QB 输出为“1”，产生 74LS161 计数器的清零信号，该信号经过反相器将 74LS192 同时清零，实现 12 进制计数。 3

控制十二进制的电路图 4 （3）校时电路由于 Multisim 可以仿真，并有函数发生器，最简单的校时方法就是通过开关用函数发生器对 CLK 端输入脉冲以改变显示的数值。此电路的设计就是采用这种方法校时的。校时的具体设计方法是：用一个单刀双掷开关切换计数功能与校时功能，另一端接计数器的脉冲输入端，开关置于函数发生器这一端便可以校时，置于计数器的进位端便是计时。不校正时间时开关都应打在与非门的那一端，校时时才用键盘操作改变开关的状态。 4

（4）报时电路如图 5 所示根据老师提出的要求，报时的时间为自己的学号，因自己的学号尾数为??。故报时时间为??时??分??秒，且灯亮持续时间为 5 秒。根据这个要求设计出如下图所示的电路。控制报时的电路图 5 5

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