数字电子钟--基于Multisim10

1、基于 Multisim10数字电子钟的设计学校：河南理工大学院系 :计算机学院通信工程姓名：罗韬指导老师：苏玉娜日期：2013年01月 07日目录一、设计基本要求、设计目的随着现代电子技术的发展，人们正处于一个信息时代，现代信息 的存储、处理和传输越来越趋于数字化， 数字逻辑几乎应用于每一电 子设备或电子系统中。 掌握基数字电路技术基础， 已成为当代工科大 学生的基本要求。此次要求是设计一个常用的二十四进制数字电子钟， 设计的基本要 求如下：1. 采用七段数码管显示，显示范围为 00 时 00 分 00 秒到 23 时59分 59秒；2. 电路具有时间校正功能，暂停功能。设计实验平台采用 Mu

2、ltisim10 软件并进行仿真。二、基本元器件的选择与原理随着数字电子技术的飞速发展，现已生产出形式各异，功能强大 的各种元器件，以满足在不同场合、不同条件下的设计要求。选择适 合自己设计的元器件，可最大程度的实现高效、节能等等要求。多谐振荡器单稳态触发器和施密特触发器主要用于脉冲的整形，多谐振荡器则用于产生脉冲信号。而利用555集成定时器，可以方便地构成施密 特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，并且带负载能力较强。此次数字电子钟的计数脉冲则由多谐振荡器提供。脉冲频率取决于RC定时电路。在MultisimIO下构建多谐振荡器，如下图:用3：: 宀:ISkfl :G1G35V -1-哼;K&#

3、39; - ctTDEJ7KI- r -SMIT -：1：OnF： ： I；555iTIMER_RATED i振荡周期T =( F43 + 2*R44 )*C1振荡频率f = 1/T当 R 43=Ri4=q , C1=100nF 时，T 1ms。计数器计数器一一用于统计输入脉冲 CP个数的电路。计数器的分类：按照计数进制可分为二进制计数器和非二进制计 数器；按数字的增减趋势可分为加法计数器、 减法计数器和可逆计数 器；按计数器中触发器是否与计数脉冲同步可分为同步计数器和异步 计数器。此次设计电子钟统一使用 74LS161 计数芯片。 74LS161 是一种 4位二进制同步加法计数器。 （采用下

4、降沿触发方式）74LS161的功能表输出清 预时使能预置数据输入零 置钟RD LD EP ET CP D3D2D1D0Q3Q2Q1Q00XXXXX10 X X J d3d2d1d0d3d2d1d0保持保持计数分秒位实现六十进制电子钟的分秒位是六十进制,Multisim 中电路设计如图:ILSO)DU2pr- 、74LS161DC； CC M - MM±J M-up -74LS05D74LS0SDU29Ac.-3 0174LS151D一TTr 鱼_,、1 -U1 （秒数个位）芯片CP端接多谐振荡器，通过与非门实现同步置数、与门与非门共同作用实现向高位进一。各芯片EP ET、LOAD端直

5、接接5V电源。小时位实现二十四进制电子钟的小时位是六十进制，在Multisim 中电路设计如图:JK7 LSOODUOO i74LS161De L. p U D匚J.二 O _ _ -.疋.csiV5lsoqpo g74LS161D工Faun W H同样通过与非门实现同步置数、与门与非门共同作用实现向高位进。各芯片EP ET、LOAD端直接接5V电源。译码器和显示器译码器译码器一一将输入的代码转换成特定的输出信号。七段显示译码器74LS48是一种与共阴极数字显示器配合使用的集成译码器，它的功能是将输入的4位二进制代码转换成显示器所需 要的七个段信号ag。ag为译码输出端，与显示器端口一一对应相

6、接。芯片如下图:U2274LS48N-si-0 u-M <具体功能表如下:74LS48的逻辑功能表输入/输入输出显示能（输BI/RB字体入）LTRBIAi10 1 11 112 113 114 115 1灭灯 X灭零 1实灯 0我们只用到十进制显示即可。七段数码管可将经过译码器译码后的输入信号直观地显示出来，需注意的是,CA型七段数码管一端接电源，而CK型则接地，ag端需先接电阻（1KQ即可）后才能与译码器相接。颜色自选。r葺一亨亠盂*其他元器件还需电源、电阻（1KQ）、开关、二极管若干。三、虚拟实验平台与仿真Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以 Windows为基 础

7、的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含 了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的 仿真分析能力。本次设计实验采用MultisimIO汉化版本。基本数字时钟的实现未加任何控制端，没有暂停和校对功能，最基础的数字时钟的设 计电路图如下:TI； jMII-iS3“一：It 却:INIi帯节彳匸 n -!fllfeI = ft M ?I J-*-'»:H単弓fp -x_=*" =-X.L U - 2話11*：!1IS亠=n詔！帥用科1*厂拥有暂停功能、校对功能的数字时钟通过与门实现暂停功能和校对功能，能分别对小时位，分钟位,秒钟位进行

8、校对。当断开J1开关，时钟将停止计数，并保持时刻的显示。最高能以每10秒的校对精确度对时钟进行校对，每断开一次开关，将产生一次下降沿，并使计数器进1。校正完成后需将所有的开关都呈闭合状态。具体电路设计图如下:T疑IFUHI,.Si|izLUT4tiWH t-=-,r 品匕ffi “ * v：,. LHa.1'任 b MfNiriTCfcriU-11 r-KMWr I |T*L-9*<nd J tik*Hh0- kk !， t + 43 - = 7 Tmatm 4 妣3 ij讥ML"匸n辛m“ a 話?TOlE r* J吕F !wJSTidlSir曲H,nCL9B>mini. t話1TI r W 5 LZ1 UlP和& 0pfl4E_nurn_aArTT41M4¥ u