基于multisim10的数字钟的设计与仿真

基于multisim10的数字钟的设计与仿真内容摘要：

进制计数器。 并且每一个计数器均提供一个异步清零端（高电平有效）。 数字钟需要两个60进制计数器分别作为分、秒的计数器。 还需要一个24进制计数器来作为时进制的计数器。 由于74LS90使用的经济性、普遍性和稳定性，采用该类型的芯片来实现计数功能。 采用异步清零的十进制计数器74LS90构成60进制计数器。 个位用74LS90构成十进制计数器，进位输出作为十位的计数输入信号。 十位采用反馈清零的方法将十进制计数器74LS90变成六进制计数器，两级电路组成1位60进制计数器。 60进制计数器=10（个位）6（十位）=00000110。 24进制计数器=100（0）8421BCD（十位）（0100）8421BCD（个位）=00100100。 表41 74LS90的功能表R01R02R91CP1CP2Qd Qc Qb Qa功能说明1100 0 0 0异步置0110 0 0 0011 0 0 1异步置9011 0 0 10↓二进计数Qa输出00↓五进计数QdQcQb输出0↓接Qa8421码十进计数QdQcQbQa输出00接Qd↓58421码十进计数QaQdQcQb输出 六十进制计数器数字钟的“分”和“秒”计数器均为60进制的计数器，它们的个位都是十进制计数器，而十位则是六进制计数器，其计数规律为0001…585900…。 选用74LS90作为“分”和“秒”的个位和十位计数器。 秒个位计数器单元为十进制计数器，无需进制转换，只需将QA与CP1(下降沿有效)相连即可。 CP0（下降沿无效）与1Hz秒信号相连，秒十位计数单元为六进制，需要进制转换，将十进制计数器转换为六进制计数器的电路连接。 74LS90N是在CP信号的下降沿触发下进行计数，U2的QA和QC相与0101的下降沿，作为“分”计数器的输入信号，U2的输出0110高电平1分别送到计数器的R0R02端清零，74LS90内部的R0R02与非后清零而使计数器归零，完成六进制计数。 由此实现了六十进制计数。 图44 六十进制计数器 二十四进制计数器数字钟的“时”计数器为24进制的计数器，其计数规律为0001…222300…，即当数字钟运行到23时59分59秒时，在下一个秒脉冲作用下，数字钟显示00时00分00秒。 同理，选用2片74LS90将其连接成24进制计数器作为“时”计数器。 当“时”个位计数器输入端A（14脚）来到第10触发信号时，计数器清零，进位端QD向 “时”十位计数器输入进位信号，当来自分计数器输出的进位信号脉冲到达时，“时”十位计数器的状态“0100”，“时”个位计数器的状态为“0010”，此时“时”个位计数器的QC，和“时”十位计数器的QB输出都为“1”，相与后为“1”。 把它们分别送入“时”个位和“时”十位计数器的清零端R01和R02，通过74LS90N内部的与非后清零，计数器复零，从而完成二十四进制计数。 图45 二十四进制计数器 译码驱动电路译码驱动电路将计数器输出的8421BCD码转换为数码管需要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。 译码电路的功能是将“秒”、“分”、“时”计数器的输出代码进行编译，变成相应的数字，用于驱动LED区段数码显示。 74LS48是BCD7段译码器，其输出是OC门输出且高电平有效，专用于驱动LED七段共阴极显示数码管。 由74LS48和LED七段共阴极数码管组成数码显示电路。 若将“秒”、“分”、“时”计数器的每位输出分别接到相应七段译码器的输出端，便可进行不同数字显示。 当数字钟的计数器在CP 脉冲的作用下，就应将其状态显示成清晰的数字符号，需要将计数器的状态进行反映。 图46 74LS48的元件表42 74LS48的功能表数字或功能输 入输 出LT非IBr非A3A2A1A0Ib非a b c d e f g0123456789101112131415灭灯灭零试灯1 1 0 0 0 01 0 0 0 11 0 0 1 01 0 0 1 11 0 1 0 01 0 1 0 11 0 1 1 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 0 11 1 0 1 01 1 0 1 11 1 1 0 01 1 1 0 11 1 1 1 01 1 1 1 11 1 0 0 0 0 0 0 11111111111111111111 1 1 1 1 1 10 1 1 0 0 0 01 1 0 1 1 0 11 1 1 1 0 0 10 1 1 0 0 1 11 0 1。