手把手教你设计数字钟（基于protues8.6）
时间：2022-11-07 09:00:00
手把手教你设计数字钟(基于手把手)protues8.6）
实验内容在protues可实现仿真：
①有时、分、秒显示的数字钟；
②具有校时功能；
③具有全点报时功能；
④具有定时闹钟功能。
由于水平有限，秒信号不使用由石英晶体组成的振荡器来生成电路M Hz或32768 Hz），直接用1HZ脉冲替代。
以下结果最终可以实现
1: 分和时的快速积累，通过两个单刀双掷开关实现校时功能。
2: 整点报时功能是什么时候，响多少次，(比如17:00:00，蜂鸣器会响17次)和家里的挂钟一样。
3: 定时闹钟可以通过改变
LOGICSTATE值，实现准确到秒的闹钟，并能控制闹钟蜂鸣器响的时间(与要求相比，这是一种创新)。
如果你想要一个完整的电路图，你可以直接添加我的微信：wxid_c82ezb72s7cf22或QQ:1871478767。
模块讲解
1. 60秒计数模块
因为我的学校不仅要模拟，还要用面包板搭设器件电路(学校只有八段数字管)，所以这个实验是用阴极八段数字管做的CD4511进行译码，附上数码管和CD4511引脚图
CD4511的A1-A依次连接低位至高位74LS90的QA-QD
附上74LS90的真值表
这里我们把CP2连上QA，输出8421BCD码，CP1直接给1HZ脉冲，置数端S9(1),S9(2)接地。8421BCD码中是1010，所以把QD和QB分别接入R0(1)和R0(2)这样，一个10进制计数器就完成了。
对于60进制，只需要QC接入第二个74LS90的CP1，6在8421BCD码中是0110，所以会QB和QC接入R0(1)和R0(2)。剩下的一般和上面10进制的差不多，这里就不赘述了。
另外要将QB和QC接入一扇门(这里使用74LS输入08)，输出作为60分钟计时器的输入(进位信号)。
也可以使用4段数码管，更方便直接从右到左依次和74LS90的QA-QD连接，其余没有变化。(四段数码管最右端最低，最左端最高)
2. 计数模块60分钟
这个模块基本和60秒计数模块一样，这里就不赘述了。
3. 24小时计数模块
如图
这样，一个24进制计数器就可以巧妙地完成，U36的CPA进位信号接近60分钟。在这里，完成了数字钟的基本显示功能。
4. 校时模块
要求
(1)只进行分时校时。
(2)小时校时不影响分秒的正常计数；分校时不影响小时秒的正常计数。
先看校分键，2脚接入60秒进制信号，3脚作为60分钟进制时钟输入，接入个位CP1。
众所周知，74LS90的时钟信号CP1.它是由时钟脉冲驱动并开始计数的。当单刀双掷开关通常击中时，秒进位信号和GND(0)相或秒进位信号传输脉冲时，60分钟计数接受脉冲，即开始正常计数；当单刀双掷开关击中下面时，以下是1HZ的时钟，此时，秒进位信号和1HZ单位脉冲相或(这里使用的或门是74LS32)60分钟计数接收1HZ脉冲，就像60秒计数模块一样，在1秒内增加。当每分钟添加1秒并添加到用户想要的时间点时，只需将单刀双掷开关击中即可进行正常时钟功能。
如果你想学校更快，上图中SW(1)(2)也可以用5HZ，10HZ等。
校时键原理相同，不再赘述。
5. 整点报时模块
为了实现整点几报几次，这里需要一个减计数器，每减一次，输出一个脉冲，使蜂鸣器鸣叫。
本实验采用两片74LS192.附功能表：
每个74LS192的Q0-Q3应分别连接小时模块CD4511的ABCD，或者74LS90的Q0-Q3(都是一条线)，也就是小时位的个位，十个直接作为74LS192输入端意味着小时模块的时间从这个数字减少到0，每次减少，输出一个高电平（通过后电路）。
如果是四段数字管，两个74LS192的Q0-Q三分别连接小时位四段数码管的最低位至最高位。
小时个位的74LS192的TCD，连上十位的74LS192的DN，减计数可以进行。
由于PL(置数控制端)低电平有效，需要输入低电平脉冲触发。本实验采用74LS123。附上74LS123的功能表。
从功能表中可以看出，以A输入为例。当输入电平由高电平转换为低电平时，Q非可以收到一个电平脉冲，即可用来连接PL，来触发这个减计数器。
6. 定时闹钟模块
定时闹钟本实验采用的是74LS85比较器，附上74LS85功能表：
从功能表中，可看出，输入IA=IB为高电平1时，比较器会从A3，B3一直比较到A0，B0，当A3A2A1A0与B3B2B1B0的值相同时，比较器会在QA=QB输出一个高电平。
74LS85的A0-A3可以连接每个计数模块的CD4511的ABCD，或者74LS90的Q0-Q3（都是一根线），B0-B3则是连接自己设置的闹钟时间，通过8421BCD码调整每个LOGICSTATE的值，比如
本实验设置的时间是00（时）：01（分）：00（秒），将每个时、分，秒接入一个6输入与门的输入（本实验用的是4068，八输入与非门，因为没找到6输入与门，只能用4068代替，多出来的两个脚接高电平1，后面接一个非门，就可以构成一个6输入与门）
即如果到了1分钟的时候，此处会输出一个高电平。根据整点报时减计数器的思想，可以把这个高电平接入一个74LS123的A端，即上升沿触发，后面就是把那个减计数模块复制一次，
我这里设置的是：十位8421BCD码0000，个位8421BCD码0011。也就是到达一分钟后，蜂鸣器响三下，用户可以根据自己的需要自行设置时间。
写在后面的话
整个数字钟只有真正理解其中的原理，才能把他运用好，就像那个减计数器一样，只有在整点报时那里搞清楚，才能在定时闹钟那个地方应用出来。
想要完整电路图的同学可直接可加我微信：wxid_c82ezb72s7cf22或QQ:1871478767。
1： 关于校时模块，有人因该有疑问，为什么用单刀双掷开关，而不用按键？其实一开始我就是用按键，但是如下图：
他的电平那一块是灰色的，也就是没有电器属性，只有当按键按下时，才有电器属性，但是此时已经进入了校时功能，也就是说影响了正常工作，方案一pass。
2：后来我想到，我可以这样，如下图
我直接在按键和或门之间加一个非常小的电压，这样就有了电器属性，但是当我的按键按下时，
按键就失去了控制功能。当时我本以为加一个比较小的电压，只是将脉冲信号整体往上抬了一点点，但是现实将方案二也pass了。（个人感觉如果在是实体电路中，对于精度没有那么高的器件，还是可行的）
3： 对于如何让蜂鸣器在proteus中响，也是困扰了我蛮久的（后来才知道可以用发光二极管代替），为了解决这个问题，查了很多资料，发现只有如下图
这样，蜂鸣器才能鸣叫。这个电路也很简单，利用NPN三极管的放大原理，只需在B极（基极）又很小的电流，C极（集电极）和E极（发射极）就会有很大的电流，从而使蜂鸣器发声。注意配置蜂鸣器的工作电压如下图
我配置的是2V，对应的VCC也应该设置2V
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最后希望大家多多关注，多多打赏，多多点赞。我是不吃土豆丝。
仿真文件的链接https://download.csdn.net/download/qq_56304301/19832274
