數(shù)字電路 簡(jiǎn)易鐘表邏輯電路設(shè)計(jì) Multisim仿真

計(jì)數(shù)器74LS160D、與非門74ALS00M、與門74AS08M、非門 74ALS05AM、數(shù)碼管DCD_HEX。

圖3-1 秒鐘電路

秒鐘電路搭建如圖3-1，由兩片74LS160構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，十位由十進(jìn)制計(jì)數(shù)器加與非門構(gòu)成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，狀態(tài)圖如圖3-2，中間采用串行級(jí)聯(lián)連接（由十位計(jì)數(shù)器的ENP和ENT端連接到個(gè)位計(jì)數(shù)器的RCO進(jìn)位端），來(lái)構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

圖3-2 74LS160十進(jìn)制構(gòu)成六進(jìn)制狀態(tài)圖

圖3-3 分鐘電路

分鐘電路如圖3-3與秒鐘電路搭建并無(wú)太大區(qū)別，這里的秒到分進(jìn)位時(shí)鐘信號(hào)，直接選取的預(yù)置數(shù)置一的低電平信號(hào)。

圖3-4 小時(shí)電路

圖3-5 特殊功能鍵電路

時(shí)鐘調(diào)節(jié)和分鐘調(diào)節(jié)功能鍵電路如圖3-5，由VCC提供高電平信號(hào)，當(dāng)按下按鈕時(shí)，經(jīng)過(guò)非門，刷新與門的電平信號(hào)，從而為CLK提供時(shí)鐘信號(hào)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)時(shí)鐘的功能。

圖3-6 暫停功能鍵

暫停時(shí)鐘功能，由開(kāi)關(guān)A實(shí)現(xiàn)如圖3-6，當(dāng)打開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)關(guān)閉，秒鐘的時(shí)鐘信號(hào)源關(guān)斷，暫停計(jì)時(shí)。

圖3-7 簡(jiǎn)易鐘表邏輯電路

74LS160進(jìn)制計(jì)算方法有，當(dāng)使用同步預(yù)置數(shù)法連接時(shí)，進(jìn)制數(shù)為，當(dāng)使用異步清零時(shí)，進(jìn)制數(shù)為。

60進(jìn)制計(jì)算，本設(shè)計(jì)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成由兩片74LS160通過(guò)同步預(yù)置數(shù)的方法連接而成，同步預(yù)置數(shù)連接方法進(jìn)制計(jì)算公式為,因此Q為0101，為5。D為0000，為0。并采用串行級(jí)聯(lián)方法得60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

24進(jìn)制計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成由兩片74LS160通過(guò)異步清零的方法連接而成，異步清零連接方法的進(jìn)制計(jì)算公式為，因此十位的Q為0010，為2。個(gè)位Q為0100，為4。D為0000，為0。構(gòu)成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

4.1仿真測(cè)試的步驟

仿真測(cè)試步驟：

（1）秒計(jì)時(shí)進(jìn)行仿真測(cè)試

先將時(shí)鐘信號(hào)源頻率加快，打開(kāi)仿真開(kāi)關(guān)，觀看秒數(shù)碼管時(shí)鐘信號(hào)是否給入，觀看個(gè)位進(jìn)位信號(hào)是否給入十位，74LS160計(jì)數(shù)器是否構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

先將分計(jì)時(shí)的CLK接入時(shí)鐘信號(hào)源，同樣加快頻率，打開(kāi)仿真，同樣觀看個(gè)位進(jìn)位信號(hào)是否給入十位，74LS160計(jì)數(shù)器是否構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。斷開(kāi)仿真，將秒進(jìn)位的信號(hào)接入分計(jì)時(shí)的CLK端（這里進(jìn)位捕捉信號(hào)為L(zhǎng)端的預(yù)置數(shù)低電平信號(hào)），啟動(dòng)仿真，是否成功由秒進(jìn)位到分。

同前面秒、分測(cè)試方法相同

打開(kāi)仿真，按動(dòng)時(shí)、分調(diào)節(jié)按鈕，是否有脈沖信號(hào)給入對(duì)應(yīng)的計(jì)時(shí)數(shù)碼管。打開(kāi)暫停開(kāi)關(guān)，計(jì)時(shí)是否暫停。

本設(shè)計(jì)成功的完成了簡(jiǎn)易鐘表邏輯電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了24小時(shí)制計(jì)時(shí)，以及小時(shí)和分鐘的調(diào)節(jié)機(jī)制。采用了普通方波信號(hào)發(fā)生器，頻率設(shè)置為1HZ，來(lái)提供1秒的時(shí)鐘信號(hào)。通過(guò)6片74LS160分別構(gòu)成了一片24進(jìn)制和兩片60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)了時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)功能，并通過(guò)七段數(shù)碼管顯示，相應(yīng)的數(shù)字。

進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)成功不代表著現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)成功，或許仿真中有恰當(dāng)?shù)牡胤�，到了�?shí)驗(yàn)室就不一定恰當(dāng)。

秒鐘進(jìn)位信號(hào)給上去，是在8變9時(shí)進(jìn)位，而不是9變?yōu)?時(shí)進(jìn)位。

對(duì)74LS160的知識(shí)內(nèi)容有些淡忘，在網(wǎng)上找到了74LS160構(gòu)成進(jìn)制的正確連接方法，當(dāng)M>N時(shí)，進(jìn)制連接采用串行連接或是并行連接方法。

采用74LS160構(gòu)成60進(jìn)制時(shí)，采用的異步清零的連接方法，導(dǎo)致60秒進(jìn)位信號(hào)給不到分，以為清零的信號(hào)太短暫，而沒(méi)有捕捉到這個(gè)信號(hào)。

加入信號(hào)鎖存器，在Multisim中使用倆個(gè)與非門構(gòu)成RS信號(hào)鎖存器，講清零信號(hào)置位低電平信號(hào)接入RS鎖存器，低電平S端，成功的捕捉到了清零信號(hào)，并成功進(jìn)位。

24進(jìn)制計(jì)數(shù)器，制作錯(cuò)誤

將個(gè)位和十位的置數(shù)端連到一個(gè)與非門，連到復(fù)位端，構(gòu)成異步清零的24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。

成功的構(gòu)成了24小時(shí)鐘表，在加特殊功能鍵時(shí)，將開(kāi)關(guān)的電平信號(hào)和秒分進(jìn)位信號(hào)、分時(shí)進(jìn)位信號(hào)進(jìn)行相或時(shí)，可以調(diào)試，但無(wú)秒分進(jìn)位信號(hào)和分時(shí)進(jìn)位信號(hào)。

將74LS160的異步清零接法，換成了同步預(yù)置數(shù)法，將相或換成了與開(kāi)關(guān)低電平相與，實(shí)現(xiàn)調(diào)試功能。