数字电路课程设计-logisim-电子时钟_使用logisim设计数字钟

电子钟的制作

一、课程设计目的

综合组合逻辑电路和时序逻辑电路知识，设计一个电子钟，电路功能要求如下：

（1）二十四/十二制小时、分、秒计时。采用七段数码管显示，由七段字形译码器驱动；

（2）小时、分钟可以校正（顺时针校正）；

（3）使用小时及分钟完成定时闹钟功能，到达指定时间几时几分后，led灯闪烁1分。

（4）时分秒显示、小时制式选择、校正按钮、闹铃设置及led灯要设计在主电路图中。

二、课程设计环境

Logisim V2.7.1

三、课程设计步骤

1.74161的实现

74HC161有清零，预置数，计数和保持功能

74161功能表

1. 清零。Cr端为清零端。Cr=0，各触发器均被清零，计数器输出Q3Q2Q1Q0=0000。不清零时应使Cr=1。
2. 预置数。Ld为预置数端。在Ld=0的前提下，加入CP脉冲上升沿，计数器将被预置数，即计数器输出Q3Q2Q1Q0等于D3D2D1D0输入的二进制数。这就可以使 计数器从预置数开始进行加法计数。不预置数时应使Ld=1。
3. 计数。P=T=1(Cr=1,Ld=1)时，计数器处于工作状态。当计数器到Q3Q2Q1Q0=1111时，进位输出Qcc=1。再输入一个计数脉冲，计数器输出从1111返回到0000状态，Qcc由1变0，作为仅为输出信号。
4. 保持。P=0，T=1(Cr=1，Ld=1)时，计数器处于保持状态。不仅计数器输出状态不变，而且进位输出状态不变。P=1,T=0(Cr=1,Ld=1)时，计数器输出状态保持不变，进位输出Qcc=0。

 

注：这玩意直接照搬课本上的，因为我自己不会设计74161.课本是数字逻辑与数字系统第6版，李景宏等著，电子工业出版社出版，（至少济大用这个）。

2.七段字形译码器的实现

有四个输入端A3A2A1A0，代表74161的四个输出。

其中0000到1001分别显示为0-9十个数字。a,b,c,d,e,f,g分别控制七个数字段。而多出的1010-1111部分全部输出0代表该数不存在。

7段字形译码器真值表

示例图

 

 3.数值比较器的实现

数值比较器逻辑图

真值表

一位数值比较器，有三种情况：A>B,A=B,A<B。

其中输出A=B的逻辑结果，然后时钟的时间和闹钟的时间进行比较即可。

注：其实比较数值用与非门就行，为什么要搞这个，因为避免和同学雷同……

4.24进制的实现

采用Ld=0复位法。计数器为Q3Q2Q1Q0=1001时，个位到达9进位，给出与非的结果使Ld=0，送出0000预置数使个位为0，同时十位T,P信号为1，脉冲上升沿进位信号，十位进1.当个位为3，十位为2，即Q3Q2Q1Q0=0100时，与非门输出0给Ld复位。

24进制实现

5.60进制的实现

采用Ld=0复位法。计数器为Q3Q2Q1Q0=1001时，个位到达9进位，给出与非的结果使Ld=0，

送出0000预置数使个位为0，同时十位T,P信号为1，脉冲上升沿进位信号，十位进1.当个位为9，十位为5，即Q3Q2Q1Q0=0110时，与非门输出0给Ld复位，同时往时或分进位。

60进制实现

6.12/24小时进制切换的实现

Switch用来判断24,12的切换，默认0为24进制，1为12进制

a5,a4控制十位，a3a2a1a0控制个位。

当switch为0时，正常输出BCD8421码

当switch为1时，前12位正常输出，后面13-23转换为1-11输出。

 

 

24转12逻辑图

 

真值表

注：这玩意后面的超出范围可以不要，节省运行空间，老师是这么说的，但是我太懒了，没有去掉。

7.时、分、秒计时的实现

点击按钮打开时钟，秒钟开始运行，当秒钟到60时进行进位，然后分钟进位1.当分钟到60时进位，然后时钟进1.当时钟到24时进位清零，根据小时制切换。

与门用来清零。

时钟的设计

8.闹钟的实现

闹钟的时用24进制，分用60进制，然后时钟与闹钟每一位进行对比，如果全部符合则输出1，此时LED灯闪烁一分钟（只比较时和分），其中进制转换也要比较。

闹钟部分设计

闹钟提示设计

9.时间校正的实现

点击按钮与脉冲信号同样时，进行或运算，如果正常工作进位输出1，完成加一。代表这顺时

 针校正。

 四、课程设计结果

电路总图

 

电路仿真结果图-时钟进位

进位前

 

进位后

电路仿真结果图-小时制切换

24小时制

12小时制（h代表切换提示）

电路仿真结果图-闹钟结果演示

闹钟前

闹钟时

闹钟后

五、课程设计总结

1.部分借鉴了同学的思路，让我明白必要的合作是很有用的。

2.结合课本才能做出正确的电路设计。

3.这个是比较简单的电路设计了，但还是花了很长时间。

4.以后做这种设计一定要列出一个提纲。

5.适合济南大学的大一学生完成课程设计用,大概。