基于數(shù)字電路的數(shù)字鐘實驗報告

計算機與信息技術(shù)學院設(shè)計性實驗報告專業(yè)：通信工程年級/班級：2009級2011—2012學年第二學期課程名稱綜合電子設(shè)計與實踐指導教師本組成員學號姓名實驗地點計科樓214實驗時間2012.4.198:00-11:00項目名稱基于數(shù)字電路的數(shù)字時鐘的設(shè)計實驗類型設(shè)計性實驗目的選擇適當?shù)挠嫈?shù)器和譯碼器設(shè)計24進制計數(shù)器和60進制計數(shù)器,并將設(shè)計好的24進制計數(shù)器和60進制計數(shù)器組合可顯示小時、分鐘和秒的數(shù)字時鐘。實驗儀器裝有Proteus軟件的計算機一臺設(shè)計思路用74LS90芯片,74LS47芯片及數(shù)碼管構(gòu)建24進制計數(shù)器；74HC390芯片，4511芯片，相應的門及數(shù)碼管構(gòu)建60進制計數(shù)器；再利用設(shè)計好的24進制計數(shù)器和60進制計數(shù)器以及相應的門構(gòu)建出可以顯示時、分、秒的數(shù)字時鐘。實驗原理（1）74LS90芯片：74LS90內(nèi)部是由兩部分電路組成的。一部分是由時鐘CKA與一位觸發(fā)器Q0組成的二進制計數(shù)器，可計一位二進制數(shù)；另外一部分是由時鐘CKB與三個觸發(fā)器Q1、Q2、Q3組成的五進制異步計數(shù)器，可計五個數(shù)000~100。如果把Q0和CKB連接起來，CKB從Q0取信號，外部時鐘信號接到CKA上，那么由時鐘CKA和Q0、Q1、Q2、Q3組成十進制計數(shù)器。R0(1)和R0(2)是異步清零端，兩個同時為高電平有效；R9(1)和R9(2)是置9端，兩個同時為高電平時，Q3Q2Q1Q0=1001；正常計數(shù)時，必須保證R0(1)和R0(2)中至少一個接低電平，R9(1)和R9(2)中至少一個接低電平。（2）74LS47芯片和4511芯片同為譯碼器。（3）74HC390芯片：是一個雙二-五-十進制加法計數(shù)器。實驗步驟：（1）打開proteus軟件，選擇兩片74LS90計數(shù)器和兩片74LS47譯碼器及數(shù)碼管搭建24進制計數(shù)器，并保存為“24進制計數(shù)器”，如下圖所示：（24進制計數(shù)器）（2）檢查電路圖是否連接正確，若不正確則檢查錯誤之處并予以改正，若無誤則對上述電路圖進行仿真，仿真結(jié)果如下（最大時刻為23時）：（3）經(jīng)仿真后發(fā)現(xiàn)原24進制計數(shù)電路不能完整的顯示6和9，故對原電路圖進行修改，經(jīng)查找資料發(fā)現(xiàn)：將74LS247芯片取代74LS47芯片即可構(gòu)成可以完全顯示6和9的24進制計數(shù)器，并將其保存為“改進后的24進制計數(shù)器”，其仿真結(jié)果如下所示：（改進后的24進制計數(shù)器）（4）繼續(xù)在proteus環(huán)境下構(gòu)建60進制計數(shù)器，這里選用兩片74HC390計數(shù)器，兩片4511譯碼器，兩個與非門及數(shù)碼管來搭建60進制計數(shù)器，并將搭建好的電路圖保存為“60進制計數(shù)器”，如下圖所示：（60進制計數(shù)器）（5）檢查電路圖是否連接正確，若不正確則檢查錯誤之處并予以改正，若無誤則對上述電路圖進行仿真（最大時刻為59分或59秒）：（6）經(jīng)仿真后發(fā)現(xiàn)原60進制計數(shù)電路不能完整的顯示6和9，故對原電路圖進行修改，經(jīng)查找資料和不斷摸索發(fā)現(xiàn)：將74LS248芯片取代4511芯片即可構(gòu)成可以完全顯示6和9的60進制計數(shù)器，并將其保存為“改進后的60進制計數(shù)器”，其仿真結(jié)果如下所示：（改進后的60進制計數(shù)器）（7）將設(shè)計好的“改進后的24進制計數(shù)器”和“改進后的60進制計數(shù)器”綜合起來，構(gòu)建出一個完整的可顯示時分秒的數(shù)字鐘，并將其保存為“數(shù)字鐘”，其原理圖如下所示：（數(shù)字鐘）檢查電路圖是否連接正確，若不正確則檢查錯誤之處并予以改正，若無誤則對上述電路圖進行仿真（最大時刻為23時59分59秒），如下圖所示：實驗總結(jié)經(jīng)過本次試驗我對74系列芯片有了更深一步的了解，尤其是對計數(shù)器74LS90,74HC90；譯碼器4511，74LS247,74LS47，74LS248有了深刻的認識，知道了它們各引腳的功能，以及功能表（真值表），發(fā)現(xiàn)74LS47,74LS247芯片雖然功能大致相似，但最大的不同在于74LS247芯片可以控制數(shù)碼管完整的顯示6,9等數(shù)字，是標準的十進制譯碼器，而74LS4