multisim_时钟的设计与仿真

1、哈尔滨工业大学数字时钟的设计与仿真目录1.设计要求2.总电路图及工作原理3.电路组成介绍3.1脉冲形成电路3.2分频电路3.3 60进制计数器及显示电路3.4 24进制计数器及显示电路3.5时间设置电路4 .电路的测试5 .分析与评价附录：元器件清单.设计要求本次设计任务是要求用 Multisim10.0Multisim10.0 软件设计一个数字时钟电路，即用数字显示出时间结果。设计要求如下：(a)(a)以数字形式显示时、分、秒。(b)小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。(c)要求能够对时钟进行时间设置。.总电路图及工作原理数字时钟的总电路图如下所示：数字时钟工作原理

2、：数字时钟电路由 555555 振荡发生器、分频器、两个 6060 进制分秒计数器、一个 2424 进制小时计数器以及 6 6 个数字显示器组成。电路工作时由 555555 振荡器产生频率为 1000Hz1000Hz 的脉冲，经由三个 74LS90D74LS90D 构成的千分频的分频器得到频率为1HZ1HZ 的脉冲，脉冲输入计数电路(分秒由 6060 进制计数电路计数，小时由 2424 进制计数电路计数),),然后将相应数字显示到数字显示器上即所要显示的时间。另外，时钟的时间设置可以通过三个与单刀双掷开关相连的时钟信号发生器来实现。电路的设计流程图如下所示Fl由口.电路组成介绍脉冲形成电路脉冲

3、形成电路为 555555 计时器组成的振荡电路。考虑到时钟对精度要求较高，故在时钟电路中由 555555 振荡电路产生频率为 1KHz1KHz 的脉冲信号， 然后经过千分频的分频器分频产生 1Hz1Hz 脉冲。555555 振荡器的参数确定：T=0.7(R1+R2)C=1n)sf=1/t=iKHZ,T=0.7(R1+R2)C=1n)sf=1/t=iKHZ,故可令R1=5kQ,R2=5KQ,C=100nFR1=5kQ,R2=5KQ,C=100nF(以上设置在实际仿真的时候速度过慢，故在实际仿真中) )脉冲形成电路如下所示：分频电路分频电路是三个用十进制计数器 74LS9074LS90 串联而成的

4、千分频的分频器。分频原理是在 74LS9074LS90 的输出端子中，从低位输入 1010 个脉冲才从高位输出 1 1 个脉冲,这样一片74LS9074LS90 就可以起十分频的作用，三个 74LS9074LS90 串联就构成了千分频的电路，输出的便是 1HZ1HZ 的标准脉冲信号。分频电路如下所示：i6ki6k l lanTF.ICKDT-GKZi手伽 HECiI-Irii!1.50%7R2：1OQC-4-555_Tim6060 进制计数器及显示电路在数字时钟电路中，分与秒的计数电路是由两个 74LS90DI&74LS90DI&成的 6060 进制的计数电路实现的。在下图中，

5、U9U9 是十进制计数器，U9U9 的 QDQD 作为十进制的进位信号，741s741s9090 计数器是十进制异步计数器，用反馈归零的方法实现十进制计数，U8U8 和与非门构成六进制，其中与非门输出进位信号。hfci!ibl-i!iilil!ifcl-i!khl!ihl-IAhl!ihl-l!klil-hll*hl-ifal-ib1.10,M褥2424 进制计数器及显示电路在数字时钟电路中， 小时的计数电路是由两个 74LS90D74LS90D 组成的 2424 进制的计数电路实现的。如下图所示，计数电路由 U16U16 和 U6U6 俩部分组成。当时个位 U6U6 计数为 4,4,U1U1

6、6 6计数为 2 2 时，两片 741s741s9090 复零，从而构成 2424 进制计数。M1-Q时间设置电路时间设置电路由一个单刀双掷开关与一个脉冲计数器组成。 用单刀双掷开关切换计数功能与调时功能，另一端接计数器的脉冲输入端，开关置于函数发生器这一端便可以校时，置于计数器的进位端便是计时。不校正时间时开关都应打在与非门的那一端，校时时可用键盘操作改变开关的状态。如此，在时钟运行前及正在运行的过程中均可实现调时功能。时间设置线路图如下所示（双掷开关左打调时，右打计数）：帚4.电路的测试(a)555振荡器产生的脉冲(b)经过分频器产生的脉冲(c)计数电路的测试经测试得知所设计的数字时钟电路能够成功的实现时钟的计时功能，而且能够成功的对所设计的时钟进行调时（调时顺序按三个双掷开关从左到右）。5.电路分析与评价所设计的时钟电路工作时由 555555 振荡器产生频率为 1000Hz1000Hz 的脉冲，经由三个74LS90D74LS90D 构成的千分频的分频器得到频率为 1HZ1HZ 的脉冲，脉冲输入计数电路后将相应数字显示到数字显示器上即所要显示的时间。经电路测试得知所设计的数字时钟电路能够成功的实现时钟的计时功能，而且能够成功的对所设计的时钟进行调时，达到了设计的要求。电路的不足之处在于实际仿真过程中数字的变化速度比理论值要慢得多