74ls160數(shù)字鐘仿真電路（一）

數(shù)字鐘是計數(shù)電路的一種典型應用，其構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分頻電路構成，振蕩器產(chǎn)生32768Hz的方波，由于使用了晶體，振蕩頻率準確且穩(wěn)定，經(jīng)過216=65536分頻后，再經(jīng)過2倍頻，得到秒脈沖信號，該秒脈沖信號經(jīng)過控制門進入秒計數(shù)器進行計數(shù)。

（2）時間校準電路

時間調整由3個開關AN1、AN2、AN3以及3個R-S觸發(fā)器構成。當3個開關都撥到右邊時，R-S觸發(fā)器的輸出Q1、Q2、Q3都為1，因此控制門的3個右邊門開啟，秒、分、時脈沖可以正常進入相應計數(shù)器進行計數(shù)。當某開關撥到左邊時，R-S觸發(fā)器翻轉，例如當“秒調整”開關撥到左邊，Q1-0、，控制門的右門關、左門開，秒脈沖不能通過，而0．5s的脈沖信號卻可以進入秒計數(shù)器實現(xiàn)“秒調整”。分、時的調校原理與此相同，使用R—S觸發(fā)器的目的是為了消除開關抖動產(chǎn)生的影響。

（3）時、分、秒計數(shù)電路

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

標準秒脈沖經(jīng)過控制門進入秒計數(shù)器，并顯示其計數(shù)值，當計數(shù)滿60時得到一個進位“分”脈沖，同時秒計數(shù)器自動清零?！胺帧泵}沖經(jīng)控制門送入“分計數(shù)器”又作60分頻計數(shù)，當計數(shù)滿后得到進位“時”脈沖。“時”脈沖再經(jīng)控制門送入“時計數(shù)器”計數(shù)。“分計數(shù)器”與“時計數(shù)器”的計數(shù)、復零和顯示原理與“秒計數(shù)器”相同，可以自行設計。

74ls160數(shù)字鐘仿真電路（二）

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

（1）小時計數(shù)——二十四進制電路仿真

用兩片74LS160N（分A片、B片）設計一個一百進制的計數(shù)器，在24（00100100）處直接取出所有為1的端口，經(jīng)過輸入與非門74LS00D，再給兩個清零端CLR。使用74LS160N異步清零功能完成二十四進制循環(huán)，計數(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進制——時計數(shù)器仿真電路

（2）分鐘、秒計數(shù)——六十進制電路仿真

此電路類似于二十四進制計數(shù)器，采用74LS160N設計出一百進制的計數(shù)器，在60（01100000）處直接取出所有為1的端口，經(jīng)過輸入與非門74LS00D，再給兩個清零端CLR。使用74LS160N異步清零功能完成六十進制循環(huán)，計數(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進制——秒計數(shù)器仿真電路

圖十一60進制——分計數(shù)器仿真電路

（四）校時校分（秒）電路。

數(shù)字鐘應具有分校正和時校正功能，因此，應截斷分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。這里利用兩個與非門加一個單刀雙擲開關來實現(xiàn)校時功能。第一個74LS00D與非門的輸入端一端接清零信號，另一端接第二個與非門的輸入端，第二個74LS00D的輸入端一端接計數(shù)脈沖，另一端接一個單刀雙擲開關。開關接通的一段接地，另一端接高電平。當開關打到另一端時，時或分的個位就單獨開始計數(shù)，這樣就能實現(xiàn)校時功能。其電路圖如圖所示：

圖十二校分仿真電路

數(shù)字時鐘仿真電路圖如下圖所示，在Multisim11.0中進行仿真，可以實現(xiàn)數(shù)字時鐘的顯示功能、校時功能。顯示功能中，小時實現(xiàn)的是24進制，分和秒實現(xiàn)的是60進制，通過校時電路能夠分別校對時和分。

圖十三數(shù)字時鐘仿真電路