電子鐘亦稱數(shù)顯鐘（數(shù)字顯示鐘），是一種用數(shù)字電路技術實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，與機械時鐘相比，直觀性為其主要顯著特點，且因非機械驅動，具有更長的使用壽命，相較石英鐘的石英機芯驅動，更具準確性。電子鐘已成為人們日常生活中必不可少的必需品，廣泛用于個人家庭以及車站、碼頭、劇院、辦公室等公共場所，給人們的生活、學習、工作、娛樂帶來極大地方便。

相對于其他時鐘類型，它的特點可歸結為“兩強一弱”：比機械鐘強在觀時顯著，比石英鐘強在走時準確，但是它的弱點為顯時較為單調。電子鐘更為方便快捷，實用。本文介紹74ls290實現(xiàn)電子時鐘電路的設計方案詳解。

總電路圖設計思路

多功能數(shù)字鐘是一個對標準頻率（1HZ）進行計數(shù)的計數(shù)電路。它由振蕩器、分配器、計數(shù)器、譯碼器和顯示電路組成。振蕩器與分配器組成秒脈沖輸出裝置，秒脈沖信號輸入計數(shù)器進行計數(shù)，并把累計結果以“時”、“分”、“秒”的數(shù)字顯示出來。秒計數(shù)器電路計滿60后觸發(fā)分計數(shù)器電路，分計數(shù)器計滿60后觸發(fā)時計數(shù)器點路，當計滿24小時候又開始下一輪的循環(huán)計時。

通過校時電路可以對分和時進行校時。且計時過程具有報時功能，當時間到達整點前5秒蜂鳴器每秒響1次，當?shù)竭_整點時再響高音一次。

鬧鐘電路通過設置目標時間，與計時電路進行比較，相同則輸出電信號發(fā)出報警。

系統(tǒng)設計框圖

單元電路設計

1、遞增計數(shù)器

（1）遞增計數(shù)器的設計

這一部分電路采用中規(guī)模集成電路74ls290實現(xiàn)加法的計數(shù)，由課題得知需要60進制以及24進制計數(shù)器。由74290功能得知，將CP0和Q3相連，計數(shù)脈沖由CP1輸入得到8421BCD碼十進制計數(shù)功能。

如要得到60進制加數(shù)器，需要將一個74290接成7進制組成十位，一個74290接成10進制組成個位并且將個位的Q3端接到十位的CP0。下圖為6進制接法

（2）60進制遞增計數(shù)器的電路圖

加法計數(shù)器

2、秒、分、時計時器

這一部分電路采用中規(guī)模集成電路74ls290組成的加數(shù)器實現(xiàn)秒、分、時的計數(shù)，其中秒、分、時為六十進制，時為二十四進制。從圖二可以看出秒、分兩組六十進制計數(shù)電路完全相同。當計數(shù)到59時，再來一個脈沖變成00，然后再重新開始計數(shù)。利用異步清零反饋到CR端而實現(xiàn)個位十進制，十位六進制的功能。

時計數(shù)器分為二十四進制，當開始計數(shù)時，各位按十進制計數(shù)，當計到23時，這時再來一個脈沖，應該回到0。所以這里必須使個位既能完成十進制計數(shù)，又能在高低位滿足23這一數(shù)字后，時計數(shù)器清0，圖中使用了十位的2和個位的4相與非后再清0。其電路圖如下所示

秒、分、時計數(shù)器

3.鬧鐘系統(tǒng)及其顯示

鬧鐘由可調時、分顯示器，4個74290芯片，3個4077芯片和兩個7421芯片的電路構出時鐘的多功能部分。其中，四個74290和四個顯示器構成定時鬧鐘的顯示部分（調時部分可以由開關3、4直接控制電路與振蕩器的連接來實現(xiàn)）；4077芯片的作用是比較實際時鐘部分與鬧鐘部分的輸出數(shù)據(jù)是否一致，再由兩個7421芯片校驗作最后校驗，當全部輸出對比為真時，則發(fā)光二極管亮起來，實現(xiàn)定時鬧鐘功能

其電路圖如下所示：

鬧鐘電路圖

4.調時、調分電路

如電路圖（全圖），將時、分電路的計數(shù)器直接接到振蕩器，再分別由開關“1”及“2”控制電路的接通與斷開，實現(xiàn)調時、調分。

總電路圖

總電路圖設計如圖所示