基于Multisim的數(shù)字時鐘設計

1、 東 北 大 學課程設計報告課程設計名稱: 數(shù)字電子技術(shù)課程設計 專題題目： 指導教師： 學生姓名： 學號： 專 業(yè)：計算機科學與技術(shù) 班級： 設計日期: 2017 年 7 月 3 日 2017 年 7 月 7日 目錄 摘要3Abstract3第1章 概述41.1設計思路41.2主要內(nèi)容4第2章 課程設計任務及要求52.1 設計任務52.2 設計要求5第3章 系統(tǒng)設計63.1 方案論證63.2 系統(tǒng)設計63.2.1 結(jié)構(gòu)框圖及說明63.2.2 系統(tǒng)原理圖及工作原理73.3單元電路設計83.3.1數(shù)字時鐘秒脈沖信號的設計83.3.2器件分析83.3.3 計數(shù)器設計93.3.4 計時電路設計113

2、.3.5 數(shù)字時鐘電路設計123.3.6 校時電路123.3.7 整點報時133.3.8 鬧鐘電路14第4章 仿真調(diào)試164.1時鐘顯示174.1.1 時鐘顯示完整的00:00:00174.1.2 時鐘完整顯示01:00:00174.1.3 時鐘完整顯示23:59:59184.1.4 仿真開關校準“秒”電路184.1.5 仿真開關校準“分”電路194.1.6 仿真開關校準“時”電路194.2 整點報時204.2.1 07:59:5007:59:59報時204.3 鬧鐘電路214.3.1 7:59:00鬧鐘設定21第5章 結(jié)論22第6章 利用Multisim14.0仿真軟件設計體會23參考文獻2

3、3第7章 收獲、體會和建議24摘要時間對于人們來說總是那么的寶貴，工作的忙碌性和繁雜性容易使人們忘記當前的時間。于是，20世紀末，,電子技術(shù)有了飛快地發(fā)展，不僅在通信技術(shù)上用數(shù)字信號替代模擬信號，數(shù)字時鐘相比模擬鐘能給人一種一目了然的感覺，它不僅可以同時顯示時、分和秒，并且可以完成準確的校正。數(shù)字時鐘具有走時精確，校準方便設計和使用簡單的特點。對于Multisim軟件進行數(shù)字時鐘的設計和仿真。首先在Multisim創(chuàng)建好數(shù)字時鐘的總電路圖。然后用該軟件中的仿真功能進行仿真。一個數(shù)字時鐘需要振蕩器，計數(shù)器，譯碼器和顯示器電路精確時間“小時”“分”“秒”與數(shù)字顯示，并需要校正電路，使其準確的工作，

4、也可有定時和計時功能。數(shù)字鐘及擴大其應用，有著非?，F(xiàn)實的意義。在本文中，multisim14.0的基礎上設計的數(shù)字鐘，由數(shù)字集成電路，數(shù)碼組成。 關鍵詞：數(shù)字鐘，振蕩器，計數(shù)器譯碼，顯示，仿真AbstractThe time for people to always so precious，A busy and complex nature of the work is easy to make people forget the current time。So, At the end of the twentieth Century,Electronic technology has bee

5、n rapid development。Not only in communication technology with digital signal instead of analog signal，but also in our daily life,Digital clock compared to analog clock can give people a feeling of stick out a mile，It not only can display hours, minutes and seconds，And it can accomplish accurate corr

6、ection.Digital clock is accurate, convenient and simple in design with calibration.For design and simulation with Multisim software in digital clock .We first created Multisim software digital clock circuit diagram of the total.And then use the softwares simulation features in the simulation .a digi

7、tal clock to the oscillator,a  counter,decoder and display circuit accurately time "hours" "minutes"" seconds" with digital display, and the need for correction circuit&#

8、160;make its accurate work, also can have from time to time and timekeeping function. Digital clock and the expansion of its application, has very realistic significance. 

9、;In this paper, the Multisim14.0 based on the design of the digital clock, is composed of a digital integrated circuit, digital display. Key words: digital clock ,oscillators 

10、,counter  , decoding display , simulation第1章 概述數(shù)字鐘是一種用數(shù)字電路技術(shù)實現(xiàn)時、分、秒計時的裝置，鐘表的數(shù)字化給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的方便，而且大大地擴展了鐘表原先的報時功能。諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播。而且與傳統(tǒng)的機械鐘相比，它具有走時準確、顯示直觀、無機械傳動、無需人的經(jīng)常調(diào)整等優(yōu)點。數(shù)字鐘的設計涉及到模擬電子與數(shù)字電子技術(shù)，其中絕大部分是數(shù)字部分、邏輯門電路、數(shù)字邏輯表達式、計算真值表與邏輯函數(shù)間的關系、編碼器、譯碼器顯示等基本原理。現(xiàn)在主要用各種芯片實現(xiàn)其功能，更加

11、方便和準確。Multisim14.0作為一種高效的設計與仿真平臺。其強大的虛擬儀器庫和軟件仿真功能，為電路設計提供了先進的設計理念和方法。本課題要求設計一個數(shù)字電子時鐘的控制電路。該電路用于反映電路的時間顯示，時鐘共有六個顯示屏。當電路啟動時，以啟動時間為初始時間，按正常時間進行計時和報時操作。當需要對時間進行調(diào)試的時候需要對時分秒三個部分都進行必要的調(diào)時工作。當時間顯示為整時（即整點）時需要進行響鈴提示操作。1.1 設計思路 經(jīng)過以上所述的設計內(nèi)容及要求的分析，可以將電路分為以下幾部分： 1.由秒時鐘信號發(fā)生器、計時電路和校時電路構(gòu)成電路。2.首先由開關控制電路，進而對時間進行調(diào)時

12、調(diào)分調(diào)秒操作，開關電路包括：非門，異或門，與非門，電阻，直流穩(wěn)壓電源。分別控制輸出的接通與斷開以便達到控制各芯片工作的目的。 3其次將開關電路輸出的信號輸入到74LS160芯片分別控制顯示時分秒的逐步遞增。 4通過級聯(lián)將74LS160芯片擴展為24進制和十進制的計數(shù)器，秒和分之間，分和時之間的進制為60進制。 5.計時電路中采用兩個60進制計數(shù)器分別完成秒計時和分計時；24進制計數(shù)器完成時計時；采用譯碼器將計數(shù)器的輸出譯碼后送七段數(shù)碼管顯示。 6.校時電路采用開關控制時、分、秒計數(shù)器的時鐘信號為校時脈沖以完成校時7.系統(tǒng)應具有整點報時功能，因此，應有譯碼電路將整點時間識別出來，同時應

13、有報時電路。8.系統(tǒng)應有定時功能，因此，應有定時輸入電路和時間比較電路。9.系統(tǒng)應具有鬧鐘功能。10. 理論部分用Multisim14軟件進行仿真，并且達到設計要求。1.2主要內(nèi)容 熟悉Multisim14.0仿真軟件的應用；設計一個具有顯示、校時、整點報時和定時功能的數(shù)字時鐘,.能獨立完成整個系統(tǒng)的設計；用Multisim14.0仿真實現(xiàn)數(shù)字時鐘的功能第2章 課程設計任務及要求2.1 設計任務設計一個數(shù)字時鐘電路，實現(xiàn)顯示時間、調(diào)整時間、整點報時、鬧鈴提醒等功能。2.2 設計要求設計數(shù)字時鐘需要有六個顯示屏來顯示時間，根據(jù)課程設計中提出的需求，設計出的時鐘電路應當滿足如下要求：1.

14、啟動時鐘后，時鐘可以進行正常的時間按秒增加；2.時鐘可以正常顯示信息；3.時鐘的進制正常，即秒與分之間，分與時之間均為六十進制，當表示小時的部分為24時全體清零；4.時鐘具備整點報時功能，即當顯示時間為整點時應當有響鈴提示。5.時鐘具備鬧鈴功能，當時間達到預設時間時應當有響鈴提示。第3章 系統(tǒng)設計3.1 方案論證根據(jù)課程設計中提到的設計要求，結(jié)合本學期課程內(nèi)容及所學，本方案設計了一個“數(shù)字電子時鐘控制電路”?？紤]到“數(shù)字電子時鐘控制電路”作為數(shù)字電子技術(shù)課程的基礎實踐，遂對該設計進行分析后考慮選取片選如下：四位十進制計數(shù)器74LS160，二輸入與非門74LS00,二輸入正與門74LS08，二輸

15、入正或門74LS32，非門74LS04，四輸入與或門74LS20，74LS85以及電阻、開關、蜂鳴器等。該設計方案主要通過74LS160以及該片選的級聯(lián)構(gòu)成所需要的進制計數(shù)器并通過各型邏輯門芯片向其他位產(chǎn)生進位信號，構(gòu)成數(shù)字時鐘的基本功能，通過74LS85進行比較完成鬧鈴設定功能。數(shù)字時鐘電路主要由時、分、秒三部分組成，秒時鐘電路主要由秒脈沖信號發(fā)生器、計數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管組成，秒計數(shù)周期60s。同樣分時鐘電路由計數(shù)器、譯碼器、數(shù)碼管組成，計數(shù)周期為60m，與秒時鐘電路不同的是脈沖信號由秒時鐘電路提供。時時鐘電路采用同樣的設計，計數(shù)周期為24h。3.2 系統(tǒng)設計根據(jù)課程設計題目要求，對該電路

16、控制系統(tǒng)進行一系列設計，現(xiàn)說明如下。3.2.1 結(jié)構(gòu)框圖及說明圖3.2.1 數(shù)字電子鐘框圖說明：數(shù)字電子鐘實際上是一個對標準頻率（1HZ）進行計數(shù)的計數(shù)電路。由于計數(shù)的起始時間不可能與標準時間（例如北京時間）一致，故需要在電路上加上一個校時電路，同時標準的1HZ時間信號必須做到準確穩(wěn)定，通常使用555定時器產(chǎn)生脈沖，從而得出數(shù)字電子鐘的功能結(jié)構(gòu)框圖如圖3.2.1所示。3.2.2 系統(tǒng)原理圖及工作原理圖3.2.2.1 數(shù)字電子鐘執(zhí)行原理流程圖根據(jù)各單元電路的設計，將555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器、校對電路、六十進制秒、分計數(shù)器及二十四進制時計數(shù)器、開關控制電路、譯碼及顯示電路、整點報時電路和比較器

17、構(gòu)成的鬧鐘電路進行整合調(diào)試得到所設計的數(shù)字電子鐘控制電路的總原理圖。圖3.2.2.2 課設總電路圖3.3單元電路設計3.3.1數(shù)字時鐘秒脈沖信號的設計 振蕩器可由晶振組成，也可以由555與RC組成的多諧振蕩器。由555定時器得到1Hz的脈沖，功能主要是產(chǎn)生標準秒脈沖信號和提供功能擴展電路所需要的信號。 由555定時器構(gòu)成的1Hz秒時鐘信號發(fā)生器。下面的電路圖產(chǎn)生1Hz的脈沖信號作為總電路的初輸入時鐘脈沖。由555定時器得到1Hz的脈沖，功能主要是產(chǎn)生標準秒脈沖信號和提供功能擴展電路所需要的信號。利用555多諧振蕩器，優(yōu)點：555內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，

18、它的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。缺點：要精確輸出1Hz脈沖，對電容和電阻的數(shù)值精度要求很高，所以輸出脈沖既不夠準確也不夠穩(wěn)定.3.3.2器件分析 74LS160分析在數(shù)字鐘的控制電路中，分和秒的控制都是一樣的，都是由一個十進制計數(shù)器和一個六進制計數(shù)器串聯(lián)而成的，在電路的設計中我采用的是統(tǒng)一的器件74LS160D的反饋置數(shù)法來實現(xiàn)十進制功能和六進制功能，根據(jù)74LS160D的結(jié)構(gòu)把輸出端的0110（十進制為6）用一個與非門74LS00引到CLR端便可置0，這樣就實現(xiàn)了六進制計數(shù)。 由兩片十進制同步加法計數(shù)器74LS160級聯(lián)產(chǎn)生，采用的是異步清零法。 74LS160真值表

19、CLR LOAD ENP ENT CLKA B C DQA QB QC QD 0XXXXX X X X0 0 0 010XXX X X XA B C D1111X X X X 計數(shù)同樣，在輸出端的1001（十進制為9）用一個與非門74LS00引到Load端便可置0，這樣就實現(xiàn)了十進制計數(shù)。在分和秒的進位時，用秒計數(shù)器的Load端接分計數(shù)器的CLK控制時鐘脈沖，脈沖在上升沿來時計數(shù)器開始計數(shù)。時計數(shù)器可由兩個十進制計數(shù)器串接并通過反饋接成二十四制計數(shù)器。 由計數(shù)器得到的4位二進制碼的必須通過譯碼后轉(zhuǎn)為人們習慣的數(shù)字顯示。如12：54：30的二進制碼為00010010：01010100：

20、00110000。 秒信號經(jīng)秒計數(shù)器、分計數(shù)器、時計數(shù)器之后，分別得到“秒”個位、十位、“分”個位、十位以及“時”個位、十位的計時輸出信號，然后送至顯示電路，以便實現(xiàn)用數(shù)字顯示時、分、秒的要求?！懊搿焙汀胺帧庇嫈?shù)器應為六十進制，而“時”計數(shù)器應為二十四進制。采用10進制計數(shù)器74LS160來實現(xiàn)時間計數(shù)單元的計數(shù)功能。3.3.3 計數(shù)器設計六十進制計數(shù)器 對于74LS160計數(shù)，如圖所示，秒計數(shù)電路由 U1 和 U2 倆部分組成。時計數(shù)電路由U3和U4兩部分組成。秒、時電路都為六十進制計數(shù)器，個位計數(shù)單元U2為74LS160十進制計數(shù)

21、器，當QDQCQBQA變成1010時，清零端置0，計數(shù)器的輸出被置零，又從0000開始，如此重復。十位計數(shù)單元U1為6進制，當QDQCQBQA變成0110時，通過與非門把它的清零端置0，計數(shù)器的輸出被置零，跳過0110到1001的狀態(tài)，又從0000開始，如此就是60進制。 用1HZ的脈沖控制U1的計數(shù)，用U1的進位端QCC取非門控制U2的計數(shù)，保證U1的QDQCQBQA從1001跳變到0000時，提供給U2一個上升沿脈沖，實現(xiàn)U2的六進制計數(shù)。圖3.3.3.1 六十進制計數(shù)器二十四進制計數(shù)器 時計時電路與分、秒計時電路相比，首先就是觸發(fā)信號來源于分計時電路的進位，其計時范圍為0-23

22、。故在前面的基礎上只需修改及時范圍即可。如圖所示，時計數(shù)電路由 U3 和 U4 倆部分組成。當時個位 U4 計數(shù)為 4，U3 計數(shù)為 2 時，兩片 74LS160復零,從而構(gòu)成 24 進制計數(shù)。圖3.3.3.2 二十四進制計數(shù)器3.3.4 計時電路設計秒、分計時電路的設計 秒、分計時電路計數(shù)周期為60s，觸發(fā)信號由秒脈沖信號發(fā)生器提供，當計數(shù)值為59時，下一次觸發(fā)信號輸入時，向前進位并對計數(shù)值清零同時開始進入下一個計數(shù)周期。使用六十進制計數(shù)器組成秒、分計時

23、電路的設計。同時用秒計時電路進位端向分計時電路輸入進位脈沖，組成一個60×60=3600的秒、分計時電路。  圖3.3.4.1 秒、分計時電路設計時計時電路的設計在數(shù)字電子時鐘中，時計時時鐘周期都為24h，當觸發(fā)信號輸入時，計數(shù)器計數(shù)1，累計到23后，下一秒開始清零并向前進位，當計數(shù)值達到23時，下一個觸發(fā)信號輸入時，計數(shù)器清零同時開始進入下一個計數(shù)周期。時計時電路電路設計原理圖如下 圖3.3.4.2 時計時電路3.3.5 數(shù)字時鐘電路設計 數(shù)字時鐘系統(tǒng)的組成利用上面的六十進制和二十四進制遞增計數(shù)器子電路構(gòu)成的數(shù)字鐘系統(tǒng)如圖所示 圖3.3.5

24、數(shù)字鐘電路系統(tǒng)以上電路可完成計時周期為24h，可以準確計時，具有“時”（00-23）“分”（00-59）“秒”（00-59）數(shù)字顯示。3.3.6 校時電路數(shù)字鐘應具有秒校正、分校正和時校正功能，因此，應截斷秒個位、分個位和時個位的直接計數(shù)通路，并采用正常計時信號與校正信號可以隨時切換的電路接入其中。校正信號可直接取自信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號；輸出端則與分或時個位計時輸入端相連。開關采用PB-NO系列代替校正按鈕，當其處于斷開狀態(tài)時，正常輸入信號可以順利通過，故校時電路處于正常計時狀態(tài)；按下開關時，信號通過，校時電路處于校時狀態(tài)。校時電路采用開關控制時、分、秒計數(shù)器的時鐘信號為校時脈沖以完成校時。如

25、圖，當開關A,B C斷開時，電路進行正常的計時工作；按下A、B、C，就也可以手動校準時、分和秒時間，每次按下開關一次，只改變一個數(shù)。其中A是校時開關,B是較分開關，C是校秒開關，按下時，將秒計時器直接置0?？紤]到開關電路中到59秒及開始向前進位，故添加反向器，從而實現(xiàn)開關校時電路圖3.3.6.1 校時電路將開關校時加入到時鐘電路中，時鐘出現(xiàn)誤差時，需校準。當數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。校時是數(shù)字鐘應具備的基本功能。對校時電路的要求是，在小時校正時不影響分和秒的正常計數(shù)；在分校正時不影響秒和小時的正常計數(shù)。校時方式有快校時和慢校時兩種，快校時是，通過開關控制，使計數(shù)器對1Hz

26、的校時脈沖計數(shù)。慢校時是用手動產(chǎn)生單脈沖作校時脈沖下圖所示為校時電路、校分電路和校秒電路。其中A是校時用的開關，B是校分用的控制開關，C為校秒用的控制開關，它們的控制功能下表所示。校時脈沖采用分頻器輸出的1Hz脈沖，當或AB分別為0時可進行快校時。如果校時脈沖由單脈沖產(chǎn)生器提供，則可以進行慢校時。Multisim14.0仿真軟件校時的具體設計方法是：用一個PB-NO開關切換計數(shù)功能與校時功能，另一端接計數(shù)器的脈沖輸入端，開關按下連接函數(shù)發(fā)生器這一端便可以校時，置于計數(shù)器的進位端便是計時。不校正時間時開關都處于彈開狀態(tài)。圖3.3.6.2 開關校時電路3.3.7 整點報時電路應在整點前10 秒鐘內(nèi)

27、開始整點報時，即當時間在59 分50 秒到59 分59 秒期間時，報時電路報時控制信號。當時間在59 分50 秒到59 分59 秒期間時，分十位、分個位和秒十位均保持不變，分別為5、9 和5，因此可將分計數(shù)器十位的Qc 和Qa 、個位的Qd 和Qa及秒計數(shù)器十位的Qc 和Qa 相與，從而產(chǎn)生報時控制信號。報時電路可選74LS00、20、32、04、10組合來構(gòu)成。整點報時的功能要求時，每當數(shù)字鐘計時快到整點時發(fā)出聲響。由原理可知當分鐘計數(shù)到一個周期向前進位時，蜂鳴器開始工作。圖3.3.7 整點報時電路3.3.8 鬧鐘電路利用上邊的二十四進制和六十進制的計數(shù)器作為信息的比較源之一，另外利用四片數(shù)

28、值比較器74LS85對小時的個位和十位以及分鐘的個位和十位進行比較，如果與設定的時間一樣，則產(chǎn)生輸出信號，利用7440和7404組成的電路驅(qū)動蜂鳴器的鳴叫，鳴叫的時間是一分鐘，從*：*：00到*：*：59。假設：要求上午7時59分發(fā)出鬧時信號，持續(xù)時間為1分鐘。7分59分對應數(shù)字鐘的時個位計數(shù)器的狀態(tài)為（Q3Q2Q1Q0）HI=0111，分十位計數(shù)器的狀態(tài)為（Q3Q2Q1Q0）M2=0101, 分個位計數(shù)器的狀態(tài)為（Q3Q2Q1Q0）M1=1001。若將上述計數(shù)器輸出為“1”的所有輸出端經(jīng)過與門電路去控制音響電路，可以使音響電路正好在7點59分響，持續(xù)1分鐘后（8點）停響。所以鬧時控制信號z的

29、表達式為Z=(Q2Q1Q0)HI*(Q2Q0)M2*(Q3Q0)M1*M,其中M為上午的信號輸出，要求M=1。用與非門實現(xiàn)可將Z進行變換，即Z=其邏輯電路如圖，74LS20為4輸入二與非門，74LS03為集成電路開路（OC門）的2輸入四與非門，因OC門的輸出端可以進行“線與”，使用時在它們的輸出端與電源+5V端之間應接一電阻RL=3.3。由圖可知在上午7點59分時，音響電路的晶體管導通，則揚聲器發(fā)出1KHz的聲音。持續(xù)1分鐘到8點整，晶體管因輸入端為0而截止，電路停鬧。指定的時刻發(fā)出信號，或驅(qū)動音響電路“鬧時”；或?qū)δ逞b置的電源進行接通或斷開“控制”。不管時鬧時還是控制，都要求時間準確，即信號

30、的開始時刻與持續(xù)時間必須滿足規(guī)定的要求。圖3.3.8.2 鬧鐘控制電路采用開關的形式控制74LS85的定時輸入與時鐘時間比較，當比較數(shù)值一致時產(chǎn)生輸出信號1，蜂鳴器工作，工作時長為1分鐘。如圖所示，采用開關控制方便用戶對鬧鐘時間的設定圖3.3.8.1 鬧鐘設定控制電路第4章 仿真調(diào)試基于Multisim14的數(shù)字電子鐘的設計實現(xiàn)了基本的時鐘以及對時鐘的校準、定時鬧鐘，整點報時，各個子電路的設計如第三部分子電路設計的結(jié)構(gòu)電路一樣，將各個部分連接在一起的整機連調(diào)的電路圖在multisim14.0平臺上進行仿真。Multisim14.0是一個電路原理設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件，其元器件庫提供數(shù)

31、千種電路元器件供實驗選用，同時也可以新建或擴充已有的元器件庫。有超強板級的模擬/數(shù)字電路板的設計工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。Multisim14.0軟件進行設計仿真分析的基本步驟為:設計創(chuàng)建仿真電路、原理圖電路圖、選項的設置、使用仿真儀器、設定仿真分析方法，啟動Multisim14.0仿真。仿真分析開始前可雙擊儀器圖標打開儀器面板。準備觀察被測試波形。按下程序窗口右上角的啟動停止開關狀態(tài)為1，仿真分析開始。若再次按下，啟動停止升關狀態(tài)為0，仿真分析停止。電路啟動后，需要調(diào)整示波器的時基和通道控制，使波形顯示正常。在Multisim14.

32、0軟件中，根據(jù)數(shù)字鐘的總電路圖，設置函數(shù)發(fā)生器的頻率為1Hz，把A開關和B開關都接到與非門的那端，再運行就可以讓數(shù)字鐘自行計數(shù)了。如果運行的太慢可以適當調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器的頻率。如果把A開關接到函數(shù)發(fā)生器上，就是對小時進行校正，如果把B開關接到函數(shù)發(fā)生器上那就是對分進行校正。小時的計數(shù)是從01到12，不是從00到11，但在校正小時位時初始狀態(tài)仍為00。振蕩器的仿真可以直接運行，然后用示波器觀察現(xiàn)象便可。直流穩(wěn)壓電源的仿真中可以看到用萬用表測量出關鍵點的電壓5.123V。用示波器A通道和B通道分別顯示整流濾波后電壓UI的波形和穩(wěn)壓輸出電壓UO的波形，從示波器顯示窗口可以看出：上面一條鋸齒波曲線為UI

33、波形，下面一條線為UO波形。如果以上設計的電路通過模擬仿真分析，不符合設計要求，可通過逐漸改變元器件參數(shù)，或更改元器件型號，使設計符合要求，最終確定出元器件參數(shù)。并可對更改的電路立即進行仿真分析，觀察虛擬結(jié)果是否滿足設計要求。4.1時鐘顯示4.1.1 時鐘顯示完整的00:00:004.1.2 時鐘完整顯示01:00:004.1.3 時鐘完整顯示23:59:594.1.4 仿真開關校準“秒”電路4.1.5 仿真開關校準“分”電路4.1.6 仿真開關校準“時”電路4.2 整點報時4.2.1 07:59:5007:59:59報時當時鐘跳變到07:59:50時，整點報時控制電路蜂鳴器接通，整個過程持續(xù)

34、10秒，至07:59:59時停止。圖4.1.1.1 報時開始圖4.1.1.2 報時結(jié)束4.3 鬧鐘電路4.3.1 7:59:00鬧鐘設定當時鐘跳變到7:59:00時，鬧鐘控制電路蜂鳴器接通，模擬鬧鐘響鈴，整個過程持續(xù)1分鐘，至8:00:00時停止。4.3.3.1 鬧鐘開始4.3.3.2 鬧鐘結(jié)束第5章 結(jié)論本次數(shù)字電子技術(shù)課程設計選作了數(shù)字電子時鐘的控制電路設計，課題要求設計一個數(shù)字時鐘電路，實現(xiàn)顯示時間、調(diào)整時間、整點報時、鬧鈴提醒等功能。設計過程中采用在電腦的電路模擬軟件上設計電路圖，并在電腦上調(diào)試出正確結(jié)果，進行記錄并在最后將自己的實驗做成報告上交的形式開展。根據(jù)這次要求的各項任務指標，

35、啟動時鐘后，時鐘可以進行正常的時間按秒增加時鐘可以正常顯示信息，時鐘的進制正常，秒與分之間，分與時之間均為六十進制，當表示小時的部分為24時全體清零，具備整點報時功能，顯示時間為整點時應當有響鈴提示，具備鬧鈴功能，當時間達到預設時間時應當有響鈴提示。在仿真實驗中，通過對74LS160為主的一系列芯片進行級聯(lián)與組合，設計得到的電路在軟件上仿真模擬完全達到了設計要求?？刂齐娐返姆抡婧托阅軠y試是在Multisim 14軟件上進行的，實驗結(jié)果非常正確和明顯。 對強化學生的數(shù)字電子技術(shù)的知識水平，提高學生的自主思考自主設計自主實踐能力，以及讓學生提升對報告規(guī)范性的認識很有幫助。由震蕩器、秒計數(shù)器、分計數(shù)

36、器、時計數(shù)器、顯示數(shù)碼管設計了數(shù)字時鐘電路，經(jīng)過仿真得出較理想的結(jié)果，說明電路圖及思路是正確的，可以實現(xiàn)所要求的基本功能：計時、顯示精確到秒、時分秒校時、整點報時和鬧鐘的功能。調(diào)試時有的器件在理論上可行，但在實際運行中就無法看到效果，所以得換不少器件，有時無法找出錯誤便更換器件重新接線以使電路正常運行。Multisim14.0軟件有時會出問題，在理論上可行的電路在調(diào)試中未必能顯示出來，這就需要耐心、仔細地分析和解決問題，不斷地嘗試才能得出正確的答案。第6章 利用Multisim14.0仿真軟件設計體會通過對軟件Multisim14.0的學習和使用，進一步加深了對數(shù)字電路的認識。在仿真過程中遇到

37、許多困難，但通過自己的努力和同學的幫助都一一克服了。首先，連接電路圖過程中，數(shù)碼管不能顯示，后經(jīng)圖形放大后才發(fā)現(xiàn)是電路斷路了。其次，布局的時候因元件比較多，整體布局比較困難，因子電路不如原電路直觀，最后在不斷努力下，終于不用子電路布好整個電路。調(diào)試時有的器件在理論上可行，但在實際運行中就無法看到效果，所以得換不少器件，有時無法找出錯誤便更換器件重新接線以使電路正常運行。在整個設計中，74LS160的接線比較困難，反復修改了多次，在認真學習其用法后采用歸零法和置數(shù)法設計出60進制和24進制的計數(shù)器。同時，在最后仿真時，預置的頻率一開始用的是1hz，結(jié)果仿真結(jié)果反應很慢，后把頻率加大，這才在短時間內(nèi)就能看到全部結(jié)果。總之，通過這次對數(shù)字時鐘的設計與仿真，為以后的電路設計打下良好的基礎，一些經(jīng)驗和教訓，將成為寶貴的學習財富。參考文獻1、 Multisim的用戶手冊2.李景宏，馬學文電子技術(shù)實驗教程，沈陽：