数字钟应用课程设计说明书

数字钟应用课程设计

说明书

1、数字钟原理设计

1.1芯片介绍

本科设设计的数字钟主要应用到74ls90芯片的计数功能，通过辅助电路完成六十进制和十二进制计数，从而实现数字钟的功能。74ls90是包含一个二分频和五分频的计数器，其逻辑功能键表1。

表1 74ls90逻辑功能

用74ls90还能实现十进制计数，把Q0接到五进制CP端即可，如图1。从CP0端输入脉冲信号输出即为8421码十进制计数。

图1 用74ls90实现十进制计数

1.2单元电路原理

1.2.1脉冲信号的产生

这里用到的是用555定时器设计的多谐振荡器，多谐振荡器的优点是在接通

电源之后就可以产生一定频率和一定幅值矩形波的自激振荡器，而不需要再外加输入信号。而用555定时器设计的多谐振荡器也有很多优点，由于555定时器部的比较器灵敏度较高，而且采用差分电路形式，这样就使多谐振荡器产生的振荡频率受电源电压和环境温度变化的影响很小。

接通电源后，电容C2被充电，当V

C 上升到2/3V

CC

时，使输出电压为低电平，

同事放电三极管T导通，此时电容C2通过R

B 和T放电，V

C

下降。当V

C

下降到2/3V

CC

时，V0翻转为高电平。当放电结束后，T管截止，V

CC 将通过R

A

和R

B

向电容器C2

充电，当V

C 上升到2/3V

CC

时，电路又翻转为低电平。如此周而复始，于是，在电

路的输出端就得到一个周期性的矩形波。

图2 脉冲信号产生电路

脉冲周期T=(R1+R2)C㏑2,取R1=R2=721k，C1=1μf，C2=0.01μf。带入数据计算得T=1s。输出波形占空比=R1/（R1+R2）=1/2。输出波形如图3。

图3 输出脉冲信号

1.2.2用辅助电路实现六十，十二进制计数器

用输出端控制R0（1）和R0（2）端可完成六十和十二进制。六十进制计数器原理图如图4。高位的CP信号来自低位的最高位，即低位完成一次十进制计数产生一个脉冲信号，使得高位开始计数。高位Q1Q2位与与门相连，输出接到清零端上，从而当高位输出Q3Q2Q1Q0为0110,即十进制数6时高位清零。达到六十进制计数的目的。

图4 六十进制计数器

同理可得出十二进制计数的连线方式，如图5所示。

图5 十二进制计数器

1.2.3显示电路

显示电路由七段译码器74ls48和七段LED数码管组成，将74ls90的输出端接译码器的输入端，再将译码器的输出端接到数码管的输入端上即可。如图6所示。

图6 显示电路

2、Protel原理图绘制

2.1准备画图

1.启动Protel 99E

（1）从Windows操作系统的开始菜单或桌面快捷图标进入Protel 99E环境。。（2）使用菜单File/New建立新工程文件。在DatabaseFileName栏中可对填入protel课设.ddb

（3）使用菜单File/New，在弹出的窗口里选择SchematicDocument选项，开始设计原理图。

（4）一个名为Sheet1.SchDoc的原理图图纸出现在设计窗口中，并且原理图文件夹也自动地添加（连接）到项目。这个原理图图纸现在列表在Projects标签中的紧挨着项目名下的Schematic Sheets文件夹下。

同样方法重命名为protel课设.。

（5）设置画图环境

使用菜单Design/Document Option，在如图7所示的窗口中设置图纸尺寸、栅格等容。

图7 Document Option对话框

原理图参数设置：

1、从菜单选择Tools »Preferences打开原理图参数对话框。这个对话框允许

你设置全部参数，这些将应用到你将继续工作的所有原理图图纸。Preferences 对话框如图8所示。

2、点击Default Primitives标签以使其为当前，勾选Permanent。点击OK按

钮关闭对话框。

3、在你开始绘制原理图之前，保存这个原理图图纸，因此选择File » Save。

图 8 Preferances对话框

2.2定位元件和加载元件库

1、点击Libraries标签显示库工作区面板。

2、在库面板中按下Search按钮，或选择Tools» Find Component。这将打开查找库对话框。Find Component如图9所示。

3、确认Scope被设置为Libraries on Path，并且Path区含有指向你的库的正确路径。如果你接受安装过程中的默认目录，路径中会显示C:\Program Files\Altium\Library\。确认Include Subdirectories未被选择（未被勾选）。

4、如本数字钟中的寻找74ls90芯片只需在Search Criteria单元的Name文本

框键入74ls90即可。

图9 元件查找对话框

5、点击Search按钮开始查找。当查找进行时Results标签将显示。如果你输入的规则正确，一个库将被找到并显示在查找库对话框。

6、点击Miscellaneous Devices.IntLib库以选择它。

7、点击Install Library按钮使这个库在你的原理图中可用。

8、关闭Search Libraries对话框。

添加的库将显示在库面板的顶总。如果你点击上面列表中的库名，库中的元件会在下面列表。面板中的元件过滤器可以用来在一个库快速定位一个元件。同样方法找出所需元件。

2.3原理图放置元件

1、电容、电阻等常用元件也在Miscellaneous Devices.IntLib库里，该应该已经在Libraries面板中被选择。

2、在Libraries面板的元件过滤器栏键入cap或res。