VCC5VU22A74LS74N1D21Q5~1Q6~1CLR11CLK3~1PR4U234060BD_5VO122O133RTC10O37MR12RS11O45O54O66O714O813O915O111CTC9R4315m¦¸X1R145-32.768kHzR46330k¦¸C110pFC210pF514320VCC24时制数字电子钟设计采用石英晶体振荡器产生固定频率的脉冲，经分频器分频后充当数字电子钟的秒脉冲，分频器用14级二进制串行分频器CD4060及双D触发器74LS74构成。选用集成十进制异步计数器74LS90分别构成六进制、十进制和二十四进制计数器，来构成秒、分、时计数器。选用BCD-7段译码器CD4511作为译码输出并将时、分、秒显示在LED显示器上。校时电路与报时电路主要由门电路构成，选用74LS系列集成电路。图1-1-2为数字电子钟的系统框图。图1-1-2数字电子钟系统框图1.2系统设计1.2.1秒脉冲发生器1Hz图1-2-1-1秒脉冲发生器电路秒脉冲发生器是数字电子钟的核心部分，它的精度和稳定度决定了数字电子钟的质量。选用高精度和高稳定度的石英晶体振荡器发出脉冲，经过分频获得1Hz的秒脉冲。该设计选用标称频率为32768Hz的石英晶振，通过15次二分频后获得1Hz的脉冲输出。电路图如图1-2-1-1所示，74LS74的5脚输出1Hz秒脉冲。集成芯片CD4060是14级二进制串行分频器，其引脚图和内部结构图分别如图1-2-1-2和图1-2-1-3所示。双D触发器时显示分显示秒显示译码器译码器译码器时计数器分计数器秒采用石英晶体振校时电路晶体振荡器分频器74LS74的引脚图如图1-2-1-4所示。图1-2-1-2CD4060引脚图图1-2-1-474LS74引脚图图1-2-1-3CD4060内部结构图1.2.2秒、分、时计数器U1574LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023U1874LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023123450U974LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023U1274LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023123450利用6片集成十进制异步计数器74LS90分别构成2个六十进制和1个二十四进制计数器，充当秒、分、时计数器。由于74LS90本身带有置0和置9功能，因而不需外加门电路即可实现清0功能。74LS90的引脚图和功能表如图1-2-2-1和表1-2-2所示。当Q0和CLK1相连时，其功能为8421BCD码十进制计数器。当MR1和MR2全为高电平时，计数器置0；当MS1和MS2全为高电平时，计数器置9。因此秒个位和分个位计数器直接将74LS90的12脚与1脚相连构成，而秒十位和分十位由74LS90构成六进制计数器，即将其9、8脚分别接2、3脚。时计数器为二十四进制计数器，可将时个位芯片的8脚接时个位和时十位芯片的2脚，将时十位芯片的9脚接时个位和时十位芯片的3脚构成。进位时，由于74LS90的时钟脉冲是下降沿触发的，可将低位计数器的输出最高位与高位计数器的时钟脉冲相连，当低位计数器的输出最高位由高电平变为低电平时触发高位计数器计数，实现进位。秒、分、时计数器分别如图1-2-2-2、图1-2-2-3、图1-2-2-4所示。图1-2-2-174LS90引脚图表1-2-274LS90功能表接译码器接译码器接秒脉冲图1-2-2-2秒计数器接译码器接译码器接秒十位芯片8脚图1-2-2-3分计数器U374LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023U674LS90NQA12QB9QD11QC8INB1R916R927R012INA14R023123450接译码器接译码器接分十位芯片8脚图1-2-2-4时计数器1.2.3译码显示电路gfGNDab.edGNDch图1-2-3-1CD4511引脚图图1-2-3-2LG5011引脚图译码是把给定的代码进行翻译,将时、分、秒计数器输出的四位二进制代码翻译为相应的十进制数,并通过LED显示器显示。在此，我们采用BCD-7段译码器CD4511，数字显示用共阴极半导体数码管LG5011，其引脚图分别如图1-2-3-1、图1-2-3-2所示，译码器CD4511的功能表如表1-2-3所示。限流电阻采用470Ω电阻，图1-2-3-3为CD4511与数码管组成的秒译码显示电路，分译码显示电路、时译码显示电路与其相同。图1-2-3-3秒译码显示电路表1-2-3CD4511功能表U3ABCDEFGCKR43470ΩU64511BP_5VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~EL5~BI4~LT3R44470ΩR45470ΩR46470ΩR47470ΩR48470ΩR49470ΩU9ABCDEFGCKR50470ΩU124511BP_5VDA7DB1DC2DD6OA13OD10OE9OF15OC11OB12OG14~EL5~BI4~LT3R51470ΩR52470ΩR53470ΩR54470ΩR55470ΩR56470Ω11211111010910810710610510410310210110099989796959493929190898887...
