74ls160數(shù)字鐘仿真電路（一）

數(shù)字鐘是計(jì)數(shù)電路的一種典型應(yīng)用，其構(gòu)成原理框圖如下圖所示。它主要由三部分組成：

（1）秒脈沖發(fā)生電路

它由32768Hz的石英晶體振蕩器和若干級(jí)分頻電路構(gòu)成，振蕩器產(chǎn)生32768Hz的方波，由于使用了晶體，振蕩頻率準(zhǔn)確且穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)216=65536分頻后，再經(jīng)過(guò)2倍頻，得到秒脈沖信號(hào)，該秒脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)控制門進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。

（2）時(shí)間校準(zhǔn)電路

時(shí)間調(diào)整由3個(gè)開關(guān)AN1、AN2、AN3以及3個(gè)R-S觸發(fā)器構(gòu)成。當(dāng)3個(gè)開關(guān)都撥到右邊時(shí)，R-S觸發(fā)器的輸出Q1、Q2、Q3都為1，因此控制門的3個(gè)右邊門開啟，秒、分、時(shí)脈沖可以正常進(jìn)入相應(yīng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)某開關(guān)撥到左邊時(shí)，R-S觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，例如當(dāng)“秒調(diào)整”開關(guān)撥到左邊，Q1-0、，控制門的右門關(guān)、左門開，秒脈沖不能通過(guò)，而0．5s的脈沖信號(hào)卻可以進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)“秒調(diào)整”。分、時(shí)的調(diào)校原理與此相同，使用R—S觸發(fā)器的目的是為了消除開關(guān)抖動(dòng)產(chǎn)生的影響。

（3）時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)電路

采用兩片74LS160按下圖所示連接，可以構(gòu)成作60分頻計(jì)數(shù)，用于數(shù)字鐘中的秒計(jì)數(shù)器。

標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖經(jīng)過(guò)控制門進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器，并顯示其計(jì)數(shù)值，當(dāng)計(jì)數(shù)滿60時(shí)得到一個(gè)進(jìn)位“分”脈沖，同時(shí)秒計(jì)數(shù)器自動(dòng)清零。“分”脈沖經(jīng)控制門送入“分計(jì)數(shù)器”又作60分頻計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)滿后得到進(jìn)位“時(shí)”脈沖?！皶r(shí)”脈沖再經(jīng)控制門送入“時(shí)計(jì)數(shù)器”計(jì)數(shù)?！胺钟?jì)數(shù)器”與“時(shí)計(jì)數(shù)器”的計(jì)數(shù)、復(fù)零和顯示原理與“秒計(jì)數(shù)器”相同，可以自行設(shè)計(jì)。

74ls160數(shù)字鐘仿真電路（二）

電子鐘計(jì)時(shí)分為小時(shí)、分鐘和秒，其中小時(shí)為二十四進(jìn)制，分鐘和秒均為六十進(jìn)制，輸出可以用數(shù)碼管顯示，所以要求二十四進(jìn)制為00000000~00100100計(jì)數(shù)，六十進(jìn)制為00000000~01100000計(jì)數(shù)，并且均為8421碼編碼形式。

（1）小時(shí)計(jì)數(shù)——二十四進(jìn)制電路仿真

用兩片74LS160N（分A片、B片）設(shè)計(jì)一個(gè)一百進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，在24（00100100）處直接取出所有為1的端口，經(jīng)過(guò)輸入與非門74LS00D，再給兩個(gè)清零端CLR。使用74LS160N異步清零功能完成二十四進(jìn)制循環(huán)，計(jì)數(shù)范圍為0~23。然后用七段顯示譯碼器74LS47D將A、B兩片74LS160N的輸出譯碼給LED數(shù)碼管。仿真電路如圖九所示。：

圖九24進(jìn)制——時(shí)計(jì)數(shù)器仿真電路

（2）分鐘、秒計(jì)數(shù)——六十進(jìn)制電路仿真

此電路類似于二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)器，采用74LS160N設(shè)計(jì)出一百進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，在60（01100000）處直接取出所有為1的端口，經(jīng)過(guò)輸入與非門74LS00D，再給兩個(gè)清零端CLR。使用74LS160N異步清零功能完成六十進(jìn)制循環(huán)，計(jì)數(shù)范圍為0~59。然后用七段顯示譯碼器74LS47D將A、B兩片74LS160N的輸出譯碼給LED數(shù)碼管。仿真電路如圖所示：

圖十60進(jìn)制——秒計(jì)數(shù)器仿真電路

圖十一60進(jìn)制——分計(jì)數(shù)器仿真電路

（四）校時(shí)校分（秒）電路。

數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能，因此，應(yīng)截?cái)喾謧€(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路，并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中。這里利用兩個(gè)與非門加一個(gè)單刀雙擲開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)校時(shí)功能。第一個(gè)74LS00D與非門的輸入端一端接清零信號(hào)，另一端接第二個(gè)與非門的輸入端，第二個(gè)74LS00D的輸入端一端接計(jì)數(shù)脈沖，另一端接一個(gè)單刀雙擲開關(guān)。開關(guān)接通的一段接地，另一端接高電平。當(dāng)開關(guān)打到另一端時(shí)，時(shí)或分的個(gè)位就單獨(dú)開始計(jì)數(shù)，這樣就能實(shí)現(xiàn)校時(shí)功能。其電路圖如圖所示：

圖十二校分仿真電路

數(shù)字時(shí)鐘仿真電路圖如下圖所示，在Multisim11.0中進(jìn)行仿真，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字時(shí)鐘的顯示功能、校時(shí)功能。顯示功能中，小時(shí)實(shí)現(xiàn)的是24進(jìn)制，分和秒實(shí)現(xiàn)的是60進(jìn)制，通過(guò)校時(shí)電路能夠分別校對(duì)時(shí)和分。

圖十三數(shù)字時(shí)鐘仿真電路