数字电子钟的设计与实现（纯数字电路，Proteus仿真）

设计要求

1．采用12小时的计时方式。
2．四位数码管显示时、分，小时和分钟间的小数点以1Hz的频率闪烁表示秒。
3．具有快速校时和校分的功能。

设计实现

系统概述

首先，思考时钟的工作方式，六十秒进一位，六十分进一位，十二个小时归零。因为是要通过产生秒脉冲，显示时与分，所以第一应该思考如何产生秒脉冲。可以通过555 定时器外接RC元件构成多谐振荡电路产生秒脉冲。在秒脉冲下，如何通过计数器，实现进位，60s进1min, 60min进1h。 1；考虑的芯片有74ls160、74ls161，两种芯片都能实现功能，但是考虑到电路线路和焊接难度，首选74ls160。因为74ls160是十进制计数器，要构成两个六十进制和一个十二进制，需要六片74ls160芯片。然后通过译码器和数码管来显示时和分，而数码管只能显示0-9，构成的六十进制所以74ls160芯片为6＊10,而74ls160为10进制，两片74ls160用整体置数法构成12进制。

单元电路设计

555 定时器

由555 定时器构成的多谐振荡器由电阻R1、R2，电容C1 以及旁路电容C2等组成。其输出频率：f=1／(R1+2R2)Cln2当f=1Hz 时，若选C 为10μF 的电解电容，取ln2=0.69，R1+2R2=144.9275kΩ。令R1=43kΩ，R2=51kΩ。 可得到频率为0.9995HZ的脉冲。

计数电路

计数器用六片74ls160芯片构成，用于表示时钟的秒、分、时的个位和十位。运用整体置零法，六十秒归零，六十分归零，十二小时归零。采用共CLK,RD’恒接高电平；因为74ls160为十进制，在秒的两个74ls160中，个位是0-9，十位是0-5，所以，个位的进位输出接上十位的ENP,ENT端。没有进位信号时，十位上的74ls160为保持状态，来十个信号进一位，当计数器达到59时应该进一位并置零。所以，应将十位上的74ls160上的Q2、Q0和个位的进位输出端与非接入十位上的LD’端（其中LD’为预置数），实现置零功能，所以十位上的D0、D1、D2、D3应接地；因为74ls160为十进制，所以个位上的74ls160不用复位。

与非后的值再与非（这个也采用三输入与非门，可减少芯片数量）接入分的个位的ENP,ENT,原理和接法与秒上面相同。用开关接高电平，并联一个电容，接上分个位的ENP、ENT端，按下开关，相当于秒给了一个进位，起到快速校分。

在时上，要构成12进制数，为1-12；采用整体置数法，将时上的十位上的Q0、个位上的Q1和分上的进位输出一起与非输出接上两个74ls160的LD’端，十位上的Q0、Q1、Q2、Q3接地，个位上的Q0接高电平、Q1、Q2、Q3接地，构成12进制。用开关接高电平，并联一个电容，接上分个位的ENP、ENT端，按下开关，相当于分给了一个进位，起到快速校时。

74ls160引脚图与真值表

显示电路

译码器的ABCD端与74ls160的Q0Q1Q2Q3相连接，abcdefg接数码管的abcdefg端，时上的个位上的数码管DP端接上555产生的时钟脉冲, 分钟间的小数点以1Hz的频率闪烁表示秒。

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