數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)時(shí)、分、秒計(jì)時(shí)的鐘表。與機(jī)械鐘相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性，具有更長(zhǎng)的使用壽命，已得到廣泛的使用。

本文介紹了七款數(shù)字時(shí)鐘設(shè)計(jì)電路圖。

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本設(shè)計(jì)主要采用中斷的方式，采用INT0，INT1中斷，分別由按鍵s1，s2觸發(fā)。按鍵s1作為功能選擇鍵，當(dāng)按鍵s1按下時(shí)，可以在不同的功能之間進(jìn)行切換。

按下s1，由時(shí)鐘狀態(tài)進(jìn)入秒表狀態(tài)，再按一下，秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，再按s1，秒表停下，再按s1，進(jìn)入調(diào)整時(shí)鐘的狀態(tài)，每按一次，可以用按鍵s2對(duì)相應(yīng)的位進(jìn)行調(diào)整。其中復(fù)位電路具有上電自動(dòng)復(fù)位，和手動(dòng)復(fù)位功能。由P2控制三極管驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，P0口做數(shù)據(jù)輸出口。

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?！皶r(shí)”和?！胺帧钡男?zhǔn)電路是相同的，現(xiàn)以?！胺帧彪娐穪?lái)說(shuō)明時(shí)間的校準(zhǔn)。在正常計(jì)時(shí)時(shí)，與非門(mén)U2D的一個(gè)輸入端為1，將它開(kāi)通，使秒計(jì)數(shù)器輸出的分脈沖加到U2D的另一輸入端，并經(jīng)U1D進(jìn)入分計(jì)數(shù)器。而此時(shí)U3D由于一個(gè)輸入端為0，因此被關(guān)斷，校準(zhǔn)用的秒脈沖進(jìn)不去。

在校“分”時(shí)，按下開(kāi)關(guān)J1，情況與上述情況適反。U2D被封閉，U3D打開(kāi)，標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖直接進(jìn)入分計(jì)數(shù)器進(jìn)行快速?！胺帧薄Ｍ?，在校“時(shí)”時(shí)，按下開(kāi)關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖直接進(jìn)入時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行快速?！皶r(shí)”?？梢?jiàn)U1D、U2D、U3D構(gòu)成的是一個(gè)二選一電路。

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由圖可以看出，當(dāng)“時(shí)”個(gè)位U8計(jì)數(shù)輸入端到第10個(gè)觸發(fā)信號(hào)時(shí)，U8計(jì)數(shù)器復(fù)零，進(jìn)位端QD向U7“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器輸出進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)?shù)?4個(gè)“時(shí)”(來(lái)自“分”計(jì)數(shù)器輸出的進(jìn)位信號(hào))脈沖到達(dá)時(shí)，U8計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0100”，U7計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為“0010”，此時(shí)“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器的QC和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的QB輸出為“1”。把他們分別送入U(xiǎn)7、U8計(jì)數(shù)器的清零端R01和R02，通過(guò)74LS290內(nèi)部的R01和R02與非 13

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數(shù)字鐘的計(jì)數(shù)電路是用兩個(gè)六十進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和一個(gè)十二進(jìn)制計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)的，但是考慮到對(duì)74LS90比較熟悉，覺(jué)得用兩個(gè)74LS90來(lái)分別控制秒和分的十位和個(gè)位。個(gè)位采用十進(jìn)制，十位采用六進(jìn)制就能完美解決六十進(jìn)制的秒計(jì)數(shù)。然后再用74ls191和74ls74來(lái)分別控制時(shí)的個(gè)位和十位。

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作原理：6個(gè)數(shù)碼管的字型段輸入端(a、b、c、d、e、f，g)全部并接到譯碼器相應(yīng)的輸出端。電源控制開(kāi)關(guān)管分別接到3～6譯碼器的六個(gè)輸出端。時(shí)鐘六個(gè)計(jì)數(shù)器輸出端均采用四位，分別為xl、xt￡、mx?X2nx2z、x2hx2‘，?，x、xx、x相應(yīng)的每一位都接到4個(gè)6選1的選擇器上，選擇器輸出共4位接到譯碼器的輸入端(y、y、y、Y上。數(shù)碼管及與之對(duì)應(yīng)要顯示的計(jì)數(shù)器，由Q]、、的編碼(BCD碼)進(jìn)行循環(huán)選擇例如，當(dāng)Q、、均為?0時(shí)，則3～6譯碼器的輸出端1為高電平，第一個(gè)數(shù)碼管加上電源，與此同時(shí)，六選一選擇器對(duì)應(yīng)的輸出分別為Yy—yXs—xX—x。這時(shí)譯碼器的輸出a，b，??，g雖然接到所有數(shù)碼管上，但由于只有第一個(gè)數(shù)碼管加上電源，故只有該管點(diǎn)亮，顯示第一個(gè)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)(x、x。、xX)。同理，當(dāng)Q、QQ為001”時(shí)，第二個(gè)數(shù)碼管點(diǎn)亮，顯示第二個(gè)計(jì)數(shù)器的狀態(tài)。依此類(lèi)推，到第六個(gè)數(shù)碼管斷后，接著第一個(gè)又開(kāi)始點(diǎn)亮。如此循環(huán)顯示，循環(huán)周期為6ms，給人的感覺(jué)，就相當(dāng)所有數(shù)碼管都一直在同時(shí)加電，實(shí)際上每次只有一個(gè)，消耗的功率只有靜態(tài)顯示的六分之一。由于數(shù)碼管電流很大，一般小型管各段全亮?xí)r，大約要150mA～200mA采用靜電顯示，此例中就要大于1A的電流。這對(duì)長(zhǎng)期工作的時(shí)鐘很不經(jīng)濟(jì)，對(duì)于大型數(shù)碼管會(huì)更加嚴(yán)重。此外，采用動(dòng)態(tài)顯示，數(shù)碼管的壽命與靜態(tài)相比也相應(yīng)延長(zhǎng)Ⅳ倍(本例為6倍)。

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鬧鐘由可調(diào)時(shí)、分顯示器，4個(gè)74290芯片，3個(gè)4077芯片和兩個(gè)7421芯片的電路構(gòu)出時(shí)鐘的多功能部分。其中，四個(gè)74290和四個(gè)顯示器構(gòu)成定時(shí)鬧鐘的顯示部分(調(diào)時(shí)部分可以由開(kāi)關(guān)3、4直接控制電路與振蕩器的連接來(lái)實(shí)現(xiàn));4077芯片的作用是比較實(shí)際時(shí)鐘部分與鬧鐘部分的輸出數(shù)據(jù)是否一致，再由兩個(gè)7421芯片校驗(yàn)作最后校驗(yàn)，當(dāng)全部輸出對(duì)比為真時(shí)，則發(fā)光二極管亮起來(lái)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)鬧鐘功能。具體電路如下圖：

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位到達(dá)9時(shí)，接著下一個(gè)脈沖來(lái)時(shí)，將進(jìn)行秒到分的進(jìn)位，分實(shí)行六十進(jìn)制后，再進(jìn)位到時(shí)。

審核編輯：湯梓紅