題目: 用6片74160、若干邏輯門電路組成帶修改時間、電子錶啓停雙控制信號的簡易電子時鐘.
分析:
之前在博客中提到過, 採用同步置數法設計的電路雖然顯示穩定, 但由於已佔用LOAD'引腳, 故在設計修改時間模塊時會遇到較大阻力: 雖然有一定難度, 但也不是不可實現的. 這裏需要我們用定性的思考方式來解決問題, 這一點十分重要.
我們來看一下該如何對雙控制信號問題進行分析, 下面給出真值表.
若讀者未充分理解上述真值表的含義, 請看下面我對於該真值表的分析.
首先電路需要一個計時啓停開關S, 還需要一個修改時間控制信號A: 計時啓停開關S的作用較好理解, 只是負責控制電子錶計時的啓停; 而修改時間控制信號A需要我們仔細斟酌. 主要邏輯問題: ①當電子錶處於計時狀態時, 我們不可以直接修改時間, 而必須先將電子錶計時停止, 方可修改時間. ②當電子錶處於計時狀態時, 若我們手動給出修改時間信號, 那需要通過譯碼電路來修改這一信號, 比如可將這一動作重定義爲"計時且不修改時間". ③當電子錶的時間靜止時, 我們可以發出修改時間信號, 此時通過LOAD'引腳的低電平和D、C、B、A四個輸入引腳的高低電平取值情況來確定新的時間，④當電子錶的時間靜止時，也可以不發出修改時間信號，這樣電子錶一直處於時間靜止狀態, 直到啓動信號的到來才重新恢復計時.
下面我將上述真值表轉換爲下述真值表.
從轉換後的真值表中我們可以看出, 雙輸入信號K、R是由雙輸入信號S、A譯碼而來, 在譯碼過程中消除了"電子錶計時中要修改時間"這一不合理信號. 如此一來, KR是無法取到11的, 那麼將KR=11對應的輸出項都用"×"來代替.
綜上所述, 我們可以看出, 每片74160的LOAD' = K'R'+(根據同步置數法接線確定的邏輯表達式)KR'. 比如對於秒計數部分的兩片74160來說, 其LOAD'=K'·R'+(QDL·QAL·QCH·QAH)'·K·R'. 其中, QDL代表低位74160的QD, QCH代表高位74160的QC.
雖然加入了譯碼電路, 但還是有一點問題沒有解決: 秒和分的進制都爲60進制, 則秒和分最多隻能修改爲59; 時的進位爲24, 則時最多隻能修改爲23. 讀者若想對此加以限制, 可仿照上面的譯碼電路設計, 設計限定修改數值部分的譯碼模塊.
博客寫到此, 應該說對於數字電路同步時序邏輯電路部分的初步學習已過大半, 下面我將以該設計用例來提取電路設計中的核心技術成分: ①掌握單片74160的使用方法, ②理解74160 LOAD'引腳的功能, ③掌握2片74160的同步置數法+ENT引腳設計法, ④深刻理解計數電路的進位輸出信號的含義※, ⑤比較RCO-CLK引腳級聯法與ENT引腳設計法對於低位提供的進位輸出變量的處理方式的不同, ⑥仔細理解"譯碼"二字在電路設計中的含義, ⑦掌握設計譯碼電路的方法.
