任務(wù)5.4之?dāng)?shù)字時鐘電路的設(shè)計仿真數(shù)字時鐘系統(tǒng)框圖回顧：數(shù)字時鐘電路系統(tǒng)分解一、各子模塊初步設(shè)計1.秒信號發(fā)生模塊秒計數(shù)和分計數(shù)都是60進(jìn)制，可一并設(shè)計。時計數(shù)是24進(jìn)制。采用十進(jìn)制計數(shù)器芯片實(shí)現(xiàn)，推薦選用74LS90。秒信號發(fā)生模塊采用多諧振蕩電路，它的任務(wù)是振蕩產(chǎn)生1Hz的秒信號，提供給秒計數(shù)模塊作為時鐘信號。學(xué)習(xí)“脈沖信號的產(chǎn)生與整形”后完善此功能。2.時分秒計數(shù)模塊3.時分秒對應(yīng)的譯碼顯示模塊在選擇芯片時注意譯碼器的輸入端與計數(shù)器輸出端的匹配問題。由于74LS90輸出是高電平有效的4位二進(jìn)制，應(yīng)選擇輸入同樣是4位高電平有效的顯示譯碼器，并配套相應(yīng)的數(shù)碼管。如可選用74LS48配共陰數(shù)碼管。一、各子模塊初步設(shè)計4.調(diào)時調(diào)分模塊以調(diào)分模塊為例，設(shè)計思路：當(dāng)正常進(jìn)行分鐘計數(shù)時，本模塊選擇秒計數(shù)十位片的Q2作為分計數(shù)個位片的時鐘脈沖，送往其CKA端；當(dāng)需要直接調(diào)分鐘，本模塊選擇將1Hz秒信號送往分計數(shù)個位片的CKA端，使其直接1Hz（每秒）增加1，直到得到想要調(diào)整的數(shù)字，再切換到正常計數(shù)狀態(tài)。由上述可知，這實(shí)際上是一種2選1的關(guān)系，因此可采用數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)。選用雙4選1集成數(shù)據(jù)選擇器74LS153。一、各子模塊初步設(shè)計5.整點(diǎn)報時模塊正常計時并每到整點(diǎn)時，分鐘計數(shù)的十位片向小時計數(shù)的個位片送進(jìn)位信號。利用這一信號觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，令有源蜂鳴器產(chǎn)生時長3s的聲音提示。學(xué)習(xí)“脈沖信號的產(chǎn)生與整形”后完善此功能。一、各子模塊初步設(shè)計二、秒計數(shù)和譯碼顯示部分秒計數(shù)和譯碼顯示部分電路如圖所示。為U20的CKA提供1HzDCLOCK信號作為秒信號。該部分繪制完畢后，仿真運(yùn)行并調(diào)試。功能正常時，兩個數(shù)碼管從00—59按照每秒遞增的規(guī)律循環(huán)進(jìn)行60進(jìn)制顯示。三、分鐘計數(shù)和譯碼顯示部分分鐘計數(shù)和譯碼顯示部分電路與秒計數(shù)譯碼顯示部分相同，都是60進(jìn)制計數(shù)顯示。區(qū)別在于分鐘計數(shù)個位片的74LS90的計數(shù)脈沖CKA由U19的Q2提供。在仿真運(yùn)行調(diào)試過程中，應(yīng)先用DCLOCK作為分鐘計數(shù)脈沖，單獨(dú)調(diào)試這部分，功能無誤情況下，再將分鐘計數(shù)個位片的74LS90的計數(shù)脈沖CKA端連接秒計數(shù)十位片的Q2端，測試秒計數(shù)向分鐘的進(jìn)位是否正常。四、小時計數(shù)和譯碼顯示部分功能描述小時計數(shù)和譯碼顯示部分電路是24進(jìn)制計數(shù)顯示，該部分同樣先進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試。功能無誤后，再將小時計數(shù)個位片的74LS90的計數(shù)脈沖CKA端連接分鐘計數(shù)十位片的Q2端，測試分鐘計數(shù)向小時的進(jìn)位是否正常。五、調(diào)時調(diào)分模塊以調(diào)分模塊為例。將1Hz秒信號和秒計數(shù)十位片的Q2分別接在其中兩個數(shù)據(jù)輸入端X1和X0上，輸出Y送往分計數(shù)個位片的CKA作為其時鐘脈沖，用按鈕開關(guān)控制74LS153的地址輸入端。不需調(diào)節(jié)時，按鈕開關(guān)不按為斷開，地址碼是“01”，74LS153選中秒計數(shù)十位片Q2送至分計數(shù)個位片CKA正常計數(shù)。需要調(diào)節(jié)時，按下按鈕（不松開），地址碼“00”，74LS153選中1Hz秒信號送至分計數(shù)個位片CKA，使分計數(shù)每秒加1，松開手回復(fù)正常計數(shù)。調(diào)時模塊的設(shè)計與調(diào)分模塊相同。六、各模塊的連接

正常計時情況下：將秒計數(shù)模塊中十位片74LS90的Q2送至分鐘計數(shù)模塊個位片74LS90的CKA作為分鐘計數(shù)的時鐘信號。同理，分鐘計數(shù)模塊中十位片74LS90的Q2送至小時計數(shù)模塊個位片的CKA作為小時計數(shù)的時鐘信號。連接后進(jìn)行計時進(jìn)位功能測試。

測試無誤后，再修改連接，接入調(diào)時調(diào)分模塊，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。七、系統(tǒng)電路圖及聯(lián)調(diào)項(xiàng)目5小結(jié)時序邏輯電路是數(shù)字電路中的一大類型，它的特點(diǎn)是具有記憶功能，任一時刻的輸出不僅與輸入各變量的狀態(tài)組合有關(guān)，還與電路原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。時序電路采用觸發(fā)器作為基本組成單元，分為同步時序電路和異步時序電路。時序邏輯電路的一般分析步驟是：列驅(qū)動方程、輸出方程、狀態(tài)方程；列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表(真值表)；畫出時序圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；寫出邏輯功能。時序邏輯電路的一般設(shè)計步驟是：邏輯抽象；狀態(tài)化簡；狀態(tài)分配；選定觸發(fā)器類型，求出輸出方程，狀態(tài)方程（次態(tài)方程）和驅(qū)動方程；畫出邏輯電路圖；檢查設(shè)計的邏輯電路是否具有自啟動能力。項(xiàng)目5小結(jié)寄存器是用于存放二進(jìn)制代碼的時序邏輯電路，有數(shù)碼寄存和移位存器之分。寄存器可用來鎖存數(shù)據(jù)、進(jìn)行并行/串行轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)移位、構(gòu)成環(huán)形計數(shù)器和序列脈沖發(fā)生器。計數(shù)器是用以統(tǒng)計輸入時鐘脈沖CP個數(shù)的時序邏輯電路。計數(shù)器不僅可以用來計數(shù)，也可以用來作脈沖信號的分頻、程序控制、邏輯控制等。有同步計數(shù)器和異步計數(shù)器之分。常用計數(shù)器IC有二進(jìn)制、十進(jìn)制等。通過它們的清零、置位、保持等功能，需要的時候再加以級聯(lián)