《数字与逻辑电路基础》课程设计——多功能时钟的设计

数字与逻辑电路基础课程设计多功能时钟的设计姓 名： 学 号： 学 院：任课 教师：目录2引言3摘要3一、设计方案4二、设计思路4三、设计所用元件及方法说明4四、设计框图5五、设计电路介绍6 六、用Multisim仿真并进行截图9七、元器件明细表10引言 时间观在人们的眼中一直都很重要，贴近生活的手机秒表计时功能为我们带来了许多便利，比如比赛计时，做事计时等，有了计时器，大家心里便有了一杆称。一天24小时，根据时间设定二十四小时计时器，会更方便计算时间。可清零二十四小时计时器运用广泛，为生活带来了便利。摘要 二十四小时可清零计时器将采用6个74LS160芯片，时分秒分别采用2个芯片。设置分、秒为六十进制计数器，时为二十四进制计时器。再分别考虑秒进分、分进时的进位反馈。利用同步置数控制端实现可清零电路。结合相应门电路即可实现设计。 根据时分秒的状态转换表进行电路的绘制；然后根据电路的绘制结果，在Multisim软件上进行电路设计与连接，最后进行计时器仿真截图，并总结和分享心得体会。1 设计方案 设计一个24小时时分秒可清零计时器。当秒达到59时，秒针进位，同时秒针清零；当分针达到59时，分针进位，分秒同时清零；当时达到23时，时分秒同时清零。并设置开关，随时可以清零。2 设计思路1. 首先分析74LS160芯片工作原理及各引脚作用。2. 分别运用两片74LS160芯片做成时分秒的二十四进制、六十进制、六十进制位的计数器。3. 再运用同步置数，异步清零的方法将时分秒进行进位处理。4. 设置可清零开关。5. 画出相应设计框图。6. 按照电路图用Multisim进行仿真设计，并且对计时器变化时的仿真进行截图。三设计所用元件及方法说明1.74LS160芯片74LS160是十进制加法计数，采用的8421BCD码，异步清零，同步置数。当正常计数时，74LS160的进位输出。为置数输入端；为输出端；CR为异步清零端，低电平有效；LD为同步置数控制端，低电平有效；CO为进位输入端；为计数控制端；CP为信号端。图1 74LS160芯片2.DCD-HEX数码管介绍 DCD-HEX数码管将译码与显示功能合一，从左到右四个引脚为8421BCD码的高位到低位，用来显示0到9。四设计框图图1-1 设计框图五设计电路介绍1. 时分秒分别设好进制位数(1).秒针059位六十进制，但由于74LS160为异步清零，所以要多一位暂态60(0110 0000) ,所以。表1-1 两片74LS160接秒针六十进制计时器状态转移表CP脉冲顺序高位片低位片低位片进位00000000001000000010200000010030000001109000010011100001000005901011001160(暂态)011000000(2).同样的分针059位六十进制，但由于74LS160为异步清零，所以要多一位暂态60(0110 0000) ,所以。表1-2 两片74LS160接分针六十进制计时器状态转移表CP脉冲顺序高位片低位片低位片进位00000000001000000010200000010030000001109000010011100001000005901011001160(暂态)011000000(3).同样的时针023为二十四进制，但由于74LS160为异步清零，所以要多一位暂态24(0010 0100) ,所以。表1-3 两片74LS160接时针二十四进制计时器状态转移表CP脉冲顺序高位片低位片低位片进位00000000001000000010200000010030000001109000010011100001000002300100011124(暂态)0010010002. 时分秒反馈进位及电路连接(1) 秒针的60进制(0110 0000)，因为异步清零，74LS160为模十的，所以(元器件上的)计数在初始，接高电平。所以秒针低位，秒针高位接低位进位，。(2)因为当秒针数值达到59时，分针进一位，所以分针低位(元器件上的)计数控制端接秒针的59(0101 1001)输出,所以分针, 。分针高位, 。(3)因为当分针数值达到59时，时针进一位，所以时针低位(元器件上的)计数控制端接分针的59(0101 1001)和秒针的59输出,所以时针低位, 分针高位 ，异步清零端二十四进制，多一位24(0010 0100),。(4) 因为选用异步清零、同步置数法。所以所有的均连接一起，接在开关上，开接Vcc，闭合接地。因为LD低电平有效，所以当接地时，LD为高电平，不工作，所以所有数值自动清零；反之，计数。(5)所有的信号源CLK均接在函数发生器上，为保证数值频率，接5V，1HZ的方波发生器上。六用Multisim仿真并进行截图 当按下开关键，此时为低，进行置数，再按开关LD便为高电平，此时时钟进行正常运行。当仿真开始是，未按下开关，实现的是计数功能。仿真结果如下：七元器