实验08简易数字钟课件.ppt

1、1 40161是一个是一个4位二进制同步加计数器位二进制同步加计数器 14 13 12 11 1 2 3 4 10 9 16 5 6 7 15 8 VDD CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LD CR CP D0 D1 D2 D3 CTP VSS CC40161功能表功能表 清清零零使使能能数据输入数据输入置数置数进位进位置数置数ET=CTT&ETPCO=Q3Q2Q1Q0CRETLDCP操作状态操作状态 0 x x x 清除清除 1 0 x 预置预置 1 1 0 保持保持 1 1 1 计数计数实验原理实验原理2 CR LD D0 D1 D2 D3 CP CTP CTT Q0 Q1 Q2 Q

2、3 CO 1 2 3 8 9 12 13 14 15 0 1 2 异异步步 清清零零 同同步步 清清零零 同同步步预预置置 计计数数 保保持持 输出 数据输入 3&11 12 13 14 2 6 5 4 3 CP 7 10 9 1 CTP CTT LD CR Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 VDD 1 0 1 0&11 12 13 14 2 6 5 4 3 CP 7 10 1 9 CTP CTT CR LD Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 VDD 1 0 0 1 利用同步预置利用同步预置清零清零利用异步清零利用异步清零优点：优点：

3、清零可靠清零可靠 输出没有毛刺输出没有毛刺4&11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 CTP CTT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 1 0 0 1 CR 1 LD VDD&11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 CTP CTT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161 0 1 0 1 CR 1 LD VDD 进进位位信信号号 CP 串行进位（异步）串行进位（异步）优点优点：简单；：简单；缺点缺点：速度较慢：速度较慢六十进制计数器六十进制计数器5构成多位计数器的级联方法构成多位计数器的级联方法

4、&11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 CTP CTT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161(1)1 0 0 1 CR 1 LD VDD&11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 CTP CTT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161(2)0 1 0 1 CR 1 LD VDD 进进位位信信号号&CP VDD&六十进制计数器六十进制计数器并行进位（同步）并行进位（同步）优点优点：速度较快；：速度较快；缺点缺点：较复杂：较复杂6 CD4511BC BCD-to-7 Segment Latch/Dec

5、oder/Driver Top ViewDisplay灯测试灯测试灭灯灭灯锁存锁存与与74LS48管脚基本兼容管脚基本兼容A3 A0 A1 A2 3.七段显示译码器七段显示译码器CD4511BC7*Depends upon the BCD code applied during the 0 to 1 transition of LE.X=Dont Care8共阴七段显示器共阴七段显示器 a b e d c g p f p c b e f a g d a b c d e f g p 9 4511 3 5 A3 A2 A1 A0 6 2 1 7 4+5V 13 12 11 10 9 15 14 a

6、 b c d e f g a b c d e f g 510 p 公共公共限流限流电阻电阻10n 基本要求基本要求 准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间准确计时，以数字形式显示时、分、秒的时间 小时的计时要求为小时的计时要求为“二十四进制”，分和秒的计，分和秒的计时要求为时要求为“六十进制”1112&11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 CTP CTT Q3 Q2 Q1 Q0 D3 D2 D1 D0 CC40161(1)1 0 0 1 CR 1 LD VDD&11 12 13 14 6 5 4 3 2 CP 7 10 9 CTP CTT Q3 Q2 Q1 Q0 D

7、3 D2 D1 D0 CC40161(2)0 1 0 1 CR 1 LD VDD 进进位位信信号号&CP VDD&电路的设计与装调电路的设计与装调 1374LS290（或（或90）的功能表）的功能表计计 数数LL计计 数数LL计计 数数LL计计 数数LLHLLHHHLLLLLHHLLLLLHHQDQCQBQACPR9(2)R9(1)R0(2)R0(1)输输 出出时钟时钟置位输入置位输入复位输入复位输入在计数或清零时，均要求在计数或清零时，均要求R9(1)和和R9(2)中至少一个必须为中至少一个必须为0。只有在只有在R0(1)和和R0(2)同时为同时为1时，才能清零。时，才能清零。14用两片用两

8、片74LS290组成二十四进制计数器。组成二十四进制计数器。QA QB QC QD 74LS290(1)CP 1 CPB R9(1)R9(2)R0(1)R0(2)Q0 Q1 Q2 Q3 CPA QA QB QC QD 74LS290(2)R9(1)A R9(2)B R0(1)A R0(2)Q4 Q5 Q6 Q7 CPB CPA 0 0 1 0 0 1 0 0 计数状态计数状态:0000 0000:0000 0000 0010 00110010 0011(00100010 01000100)0 0 0 0 0 0 0 0 整体反馈清零方式整体反馈清零方式15(二十四进制计数译码显示电路二十四进制

9、计数译码显示电路)1 QA QB QC QD 74LS290(1)CP 1 CPB R9(1)R9(2)R0(1)R0(2)Q0 Q1 Q2 Q3 CPA QA QB QC QD 74LS290(2)R9(1)A R9(2)B R0(1)A R0(2)Q4 Q5 Q6 Q7 CPB CPA 7448(1)7448(2)A B C D A B C D 1 a b c d e f g a b c d e f g LT BI/RBO RBI LT BI/RBO RBI a b c d e f g a b c d e f g 16n 当数字钟接通电源或者计时出现误差时，需要校当数字钟接通电源或者计时出

10、现误差时，需要校正时间（或称校时）正时间（或称校时）n 校时是数字钟应具备的基本功能。一般电子手表校时是数字钟应具备的基本功能。一般电子手表都具有时、分、秒等校时功能都具有时、分、秒等校时功能 n 为使电路简单，这里只进行分和小时的校时为使电路简单，这里只进行分和小时的校时 z对校时电路的要求是 y在小时校正时不影响分和秒的正常计数y在分校正时不影响秒和小时的正常计数 z校时方式有“快校时”和“慢校时”两种 y“快校时”是，通过开关控制，使计数器对1Hz的校时脉冲计数 y“慢校时”是用手动产生单脉冲作校时脉冲 3.3k&至时个位计数器&至分个位计数器&11分十位进位脉冲秒十位进位脉冲3.3kC

11、20.01FC10.01FS2S1校时脉冲5VS1为校“分”用的控制开关 S2为校“时”用的控制开关 校时脉冲校时脉冲采用分频采用分频器输出的器输出的1Hz脉冲脉冲 当当S1或或S2分分别为别为“0”时时可进行可进行“快校快校时时”如果校时脉冲由单次脉冲产生器提供，则可以进行“慢校时”需要注意的是，校时电路是由与非门构需要注意的是，校时电路是由与非门构成的组合逻辑电路，开关成的组合逻辑电路，开关S1或或S2为为“0”或或“1”时，可能会产生抖动，接电容时，可能会产生抖动，接电容C1、C2可以缓解抖动。必要时还应将其改可以缓解抖动。必要时还应将其改为去抖动开关电路为去抖动开关电路17 解：7时5

12、9分对应数字钟的时个位计数器的状态为(Q3Q 2Q 1Q 0)H1=0111，分十位计数器的状态为(Q3Q2Q1Q0)M2=0101，分个位计数器的状态为(Q3Q2Q1Q0)M1=1001。若将上述计数器输出为“1”的所有输出端经过与门电路去控制音响电路，可以使音响电路正好在7点59分响，持续1分钟后（即8点时）停响。例：要求上午7时59分发出闹时信号，持续时间为1分钟。18仿广播电台正点报时电路的功能要求是：每当数字钟计时快要到正点时发出声响;通常按照4低音1高音的顺序发出间断声响;以最后一声高音结束的时刻为正点时刻。秒个位计数器的状态秒个位计数器的状态CP(秒秒)Q3S1Q2S1Q1S1Q

13、0S1功功 能能500000 510001鸣低音鸣低音520010停停530011鸣低音鸣低音540100停停550101鸣低音鸣低音560110停停570111鸣低音鸣低音581000停停591001鸣高音鸣高音000000停停 设4声低音（约500Hz）分别发生在59分51秒、53秒、55秒及57秒，最后一声高音（约1kHz）发生在59分59秒，它们的持续时间均为1秒。由表可得 “0”时，500Hz 输入音响“1”时，1kHz 输入音响Q3S1=191&Q0Q2分十位Q0Q3分个位11kHz11音响电路Q0Q2秒十位秒个位Q0&秒个位 Q3500Hz只有当 分十位的Q2M2Q0M2=11

14、分个位的Q3M1Q0M1=11 秒十位的Q2S2Q0S2=11秒个位的Q0S1=1时 音响电路才能工作 这里采用的都是TTL与非门，如果用其它器件，则报时电路还会简单一些。20n 完成数字钟基本功能（时分秒显示、校正小时和分完成数字钟基本功能（时分秒显示、校正小时和分钟、定时闹钟）钟、定时闹钟）小时的计时要求为小时的计时要求为“二十四进制二十四进制”，分和秒的计，分和秒的计时要求为时要求为“六十进制六十进制”。验收验收 演示功能。演示功能。n 选做数字钟扩展功能选做数字钟扩展功能报报整点时数整点时数。仿广播正点报时（仿广播正点报时（4低低1高）。高）。21精品课件精品课件！22精品课件精品课件

15、！231413121112341098567CC4011 四 2 输入与非门 VDD 4B 4A 4Y 3Y 3B 3A 1A 1B 1Y 2Y 2A 2B VSSCD40161 MC14161MC14011 CD4011MC14511 CD451114131211123410916567158CC40161 VDD CO Q0 Q1 Q2 Q3 CTT LD CR CP D0 D1 D2 D3 CTP VSSCC401634 位二进制同步计数器14131211123410916567158CC4511 4-7 段锁存译码器/驱动器 VDD Yf Yg Ya Yb Yc Yd Ye A1 A2 LT BI LE A3 A0 VSS a b e d c g p f p c b e f a g d 共阴数码显示器