硬件探索——数字钟的设计与制作

一、实验目的：

设计一个有60进制和24进制计数功能，能校正时间并通过译码器及七段数码管显示的时钟电路。

功能要求：在连续脉冲的触发下，秒、分为60进制计数，时为24进制计数，并且要求有译码、显示、校时。

二、设计步骤

1）使用的芯片2-5-10进制计数器（74LS90），画出引脚图、功能表。

74LS90功能表

输入						输出				功能
清0		置9		时钟		QD	QC	QB	QA
R01	R02	S91	S92	1CP	2CP
1	1	0	X	X	X	0	0	0	0	清0
		X	0
0	X	1	1	X	X	1	0	0	1	置9
X	0
0 X X 0		0 X X 0		↓	1	QA 输出				二进制计数
				1	↓	QDQCQB 输出				五进制计数
				↓	QA	QDQCQBQA 输出8421BCD码				十进制计数

2）设计出有24进制、60进制的计数、译码、显示的电路图（24进制、60进制的电路图）

3）阐述设计电路的工作原理。（分电路是如何实现计数、进制，个位如何向十位进位的？）

1、60进制电路的工作原理

该电路为数字钟的秒计数电路，其使用两个74LS90N计数芯片，接受时钟脉冲的输入，个位和十位的计数器都被设置为10进制计数器，个位的进位信号作为十位计数器的时钟输入信号。

当个位计数达到9时，与门输出高电平，下一周期个位将清零，与门产生一个下降沿，此时十位计数器加一，完成个位到十位的一次进位。

当十位计数达到6时，将通过门电路反馈清零十位计数器，并同时产生一个进位信号提供给下一位，以此达到60进制的计数。

2、24进制电路的工作原理

该电路为数字钟的小时计数电路，其使用两个74LS90N计数芯片，接受分钟计数电路的进位脉冲输入，个位和十位都被设置为10进制计数器，个位的进位信号作为十位计数器的时钟输入信号。

当个位计数达到9时，与门输出高电平，下一周期个位将清零，与门产生一个下降沿，此时十位计数器加一，完成个位到十位的一次进位。

当十位计数达到2且个位计数达到3时（即23时），将通过门电路反馈同时清零个位和十位计数器，以此达到24进制计数。

画出6位计数、译码、显示电路的总图全图。---24小时计时

1、阐述全图的工作原理。

a、秒计数电路、分计数电路均为60进制设计，十位为6进制，个位为10进制，当十位达到5时，通过门电路产生一个进位信号与清零信号，在下一个时钟的下降沿，十位清零并向后进位，完成一次进位过程。

b、电路通过6个拨码开关连接至6个计数器的时钟信号输入端，使用一个按钮手动产生时钟信号，可以实现每一位的单独控制，必要时还可以断开秒信号的时钟输入端，对电路包括秒在内的时间进行精确校时。

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