多功能電子鐘

摘要近年來隨著數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展，各種中、大規(guī)模集成電路在數(shù)字系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、信號處理等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。這就迫切要求理工科大學(xué)生熟悉和掌握常用中、大規(guī)模集成電路功能及其在實(shí)際中的應(yīng)用方法。數(shù)字電子鐘是一種計(jì)時(shí)裝置，在定時(shí)控制、自動報(bào)時(shí)及時(shí)間程序控制等方面都得到了廣泛的應(yīng)用。本文從24小時(shí)制多功能電子時(shí)鐘的功能分析出發(fā)，設(shè)計(jì)了時(shí)鐘信號發(fā)生器、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)器、校時(shí)選擇器和整點(diǎn)報(bào)時(shí)器等電路，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間顯示、時(shí)間調(diào)整和整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能，并用multisim軟件實(shí)現(xiàn)了仿真。關(guān)鍵詞EDA電子時(shí)鐘自頂向下法Multisim仿真AbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofdigitaltechnology,allsortsofmedium,largescaleintegratedcircuitindigitalsystem,controlsystem,signalprocessing,etchavebeenwidelyused.Thisisurgentrequirementofengineeringstudentfamiliarandmastercommon,largescaleintegratedcircuitfunctionanditsapplicationinpracticemethod.Digitalelectricclockisatimingdevice,inthetimingcontrol,automatictimeandtimeprogramcontrolhavebeenwidelyused.Thispapermadefrom24hourclockfunctionanalysismulti-functionelectronics,basedontheclocksignalgenerator,hour,minutesandsecondscounters,resetselectorandthehourtimercircuits,etc,hasthetimedisplay,timetoadjustandintegralpointtoannounce,andrealizedmultisimsimulation.KeywordsEDAElectronicclockTop-DownmethodMultisimsimulation一、概述（一）研究背景及意義[1]1?電子設(shè)計(jì)自動化（ElectronicDesignAutomation）概述電子設(shè)計(jì)自動化（EDA）是以計(jì)算機(jī)為工作平臺、以硬件描述語言（VHDL）為設(shè)計(jì)語言、以可編程器件（CPLD/FPGA）為實(shí)驗(yàn)載體、以ASIC/SOC芯片為目標(biāo)器件、進(jìn)行必要的元件建模和系統(tǒng)仿真的電子產(chǎn)品自動化設(shè)計(jì)過程。EDA技術(shù)可以將電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)從軟件編譯、邏輯化簡、邏輯綜合、仿真優(yōu)化、布局布線、邏輯適配、邏輯影射、編程下載、生成目標(biāo)系統(tǒng)的全過程在計(jì)算機(jī)及其開發(fā)平臺上自動處理完成，將傳統(tǒng)的“電路設(shè)計(jì)——硬件搭試——調(diào)試焊接”模式變?yōu)椤肮δ茉O(shè)計(jì)——軟件模擬——編程下載”方式，設(shè)計(jì)人員只需一臺微機(jī)和相應(yīng)的開發(fā)工具即可研制出各種功能的電路。EDA技術(shù)是現(xiàn)代電子信息工程領(lǐng)域的一門重要的技術(shù)，是電子設(shè)計(jì)技術(shù)和電子制造技術(shù)的核心，EDA技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用極大地推動了電子信息行業(yè)的發(fā)展。數(shù)字時(shí)鐘的特點(diǎn)及意義數(shù)字時(shí)鐘是用數(shù)字集成電路構(gòu)成的、用數(shù)碼顯示的一種現(xiàn)代計(jì)時(shí)器，與傳統(tǒng)機(jī)械表相比，它具有走時(shí)準(zhǔn)確、使用壽命長、顯示直觀、無機(jī)械傳動裝置等特點(diǎn)，而且相比于傳統(tǒng)機(jī)械表有著更為強(qiáng)大的功能。諸如定時(shí)自動報(bào)警、整點(diǎn)自動報(bào)時(shí)、時(shí)間程序自動控制、定時(shí)廣播、定時(shí)開關(guān)路燈或電器、動力設(shè)備等，因而電子時(shí)鐘廣泛應(yīng)用于以普通家庭、公共場所、工廠、研究設(shè)施為主的幾乎任何場合。在控制系統(tǒng)中，數(shù)字時(shí)鐘也常用來做定時(shí)控制的時(shí)鐘源。因此，研究多功能電子時(shí)鐘具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。（二）主要內(nèi)容和研究工作數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)要求（1） 顯示功能：具有“時(shí)”、“分”、“秒”的十進(jìn)制數(shù)字顯示。時(shí)鐘顯示為二十四小時(shí)制。（2） 校時(shí)功能：當(dāng)剛接通電源或數(shù)字時(shí)鐘走時(shí)有偏差時(shí)，應(yīng)能手動校時(shí)。（3） 整點(diǎn)報(bào)時(shí)功能：當(dāng)數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)為整點(diǎn)時(shí)，應(yīng)能進(jìn)行整點(diǎn)報(bào)時(shí)。本文使用美國國家儀器公司NI（nationalinstrument）公司的EDA工具multisim10進(jìn)行24小時(shí)制數(shù)字電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與仿真。采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，使用分層電路設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)設(shè)計(jì)入手，現(xiàn)在頂層進(jìn)行功能劃分、行為描述和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后在底層進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與驗(yàn)證以及子電路的電路連接設(shè)計(jì)。二、基礎(chǔ)知識（一）電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法[2]自底向上法（Bottom-Up）自底向上法是根據(jù)想要實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)的功能要求，首先從現(xiàn)有的可用原件中選出合適的元件，設(shè)計(jì)成各個(gè)部件。當(dāng)一個(gè)部件不能直接實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的某一個(gè)功能時(shí)，再用由多個(gè)部件組成的子系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)此功能。重復(fù)以上的過程最終就能得到可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求的全部功能的系統(tǒng)。這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是可以直接使用經(jīng)過驗(yàn)證的成熟的部件與子系統(tǒng)，不僅可以提高可靠性，還可以減少重復(fù)設(shè)計(jì)造成的重復(fù)勞動，從而提高設(shè)計(jì)效率。缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)人員的思想被可用元件所限制，所以不容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、可靠性高的、清晰易懂的、維護(hù)性好的設(shè)計(jì)。所以一般應(yīng)用于小規(guī)模電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組裝與測試。自頂向下法（Top-Down）自頂向下法首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)級開始，系統(tǒng)級的設(shè)計(jì)任務(wù)是：根據(jù)原始的設(shè)計(jì)指標(biāo)或用戶的需求，將系統(tǒng)的功能全面、準(zhǔn)確地描述出來，即將系統(tǒng)的輸入/輸出（I/O）關(guān)系全面。準(zhǔn)確地描述出來，然后進(jìn)行子系統(tǒng)級設(shè)計(jì)。具體地講，就是根據(jù)系統(tǒng)級設(shè)計(jì)所描述的功能，將系統(tǒng)劃分和定義為一個(gè)個(gè)適當(dāng)?shù)哪軌驅(qū)崿F(xiàn)某一功能的相對獨(dú)立的子系統(tǒng)。每個(gè)子系統(tǒng)的功能（即輸入/輸出關(guān)系）必須全面、準(zhǔn)確的描述出來，子系統(tǒng)之間的聯(lián)系也必須全面、準(zhǔn)確的描述出來。例如，移動電話應(yīng)有收信和發(fā)信功能，就必須分別安裝一個(gè)接收機(jī)子系統(tǒng)和一個(gè)發(fā)射機(jī)子系統(tǒng)，還必須安排一個(gè)微處理機(jī)作為內(nèi)務(wù)管理和用戶操作界面管理子系統(tǒng)，此外，天線和電源等子系統(tǒng)也必不可少。子系統(tǒng)的劃分、定義和互聯(lián)完成后從下級部件向上級去進(jìn)行設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)或選用一些部件去組成可實(shí)現(xiàn)既定功能的子系統(tǒng)。部件級的設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行元件級的設(shè)計(jì)，選用適當(dāng)?shù)脑?shí)現(xiàn)該部件的功能自頂向下法是一種概念驅(qū)動的設(shè)計(jì)方法。該方法要求在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中盡量運(yùn)用概念（即抽象）去描述和分析設(shè)計(jì)對象，而不要過早的考慮實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的具體電路、元器件和工藝，以便抓住主要矛盾，避開具體細(xì)節(jié)，這樣才能控制住設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。整個(gè)設(shè)計(jì)在概念上的演化從頂層到底層應(yīng)當(dāng)由概括到展開，由粗略到精細(xì)。只有當(dāng)整個(gè)設(shè)計(jì)在概念上得到了驗(yàn)證與優(yōu)化，才能考慮“采用什么電路、元器件和工藝去實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)”這類具體問題。此外，設(shè)計(jì)人員在運(yùn)用該方法時(shí)還必須遵循下列原則：（1）正確性和完備性原則；（2）模塊化和結(jié)構(gòu)化原則；（3）問題不下放原則；（4）高層主導(dǎo)原則；（5）直觀性和清晰性原則。以自頂向下法為主導(dǎo)并結(jié)合使用自底向上法（TD&BUCombined）在近代的電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)可重復(fù)使用及對系統(tǒng)進(jìn)行模塊化測試，通常采用以自頂向下法為主導(dǎo)并結(jié)合使用自底向上法。這種方法既能保證實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的、清晰易懂的、可靠性高的、可維護(hù)性好的設(shè)計(jì)，又能減少設(shè)計(jì)的重復(fù)勞動，提高設(shè)計(jì)效率。這對于以IP核為基礎(chǔ)的VLSI片上系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特別重要，因而得到普遍采用。進(jìn)行一項(xiàng)大型的、復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)際上是一個(gè)自頂向下的過程，是一個(gè)上下多次反復(fù)進(jìn)行修改的過程。由于現(xiàn)代電子系統(tǒng)所采用的技術(shù)越來越先進(jìn)，功能越來越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，用傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方法是無法設(shè)計(jì)的，也不能滿足越來越短的研制周期的要求，只有采用先進(jìn)的EDA工具才能完成設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)者必須具備堅(jiān)實(shí)的電路與系統(tǒng)的理論知識，對模擬、數(shù)字、微處理器和DSP的工程設(shè)計(jì)均要熟悉，還要熟悉使用EDA工具設(shè)計(jì)電子信息系統(tǒng)的流程。另外，EDA工具必須配有豐富的庫（元器件圖形符號庫、元器件模型庫、工藝參數(shù)庫、標(biāo)準(zhǔn)單元庫、可重用的電路模塊庫、IP庫等），這樣才有好的設(shè)計(jì)功能、高效率及具體工藝實(shí)現(xiàn)的可能性（由設(shè)計(jì)文檔變成產(chǎn)品）。（二）Multisim簡介[3]Multisim是美國國家儀器（NI）有限公司推出的以Windows為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬/數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)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。工程師們可以使用Multisim交互式地搭建電路原理圖，并對電路進(jìn)行仿真。Multisim提煉了SPICE仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過Multisim和虛擬儀器技術(shù)，PCB設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。三、24小時(shí)多功能電子鐘的功能分析和頂層結(jié)構(gòu)分析首先數(shù)字時(shí)鐘計(jì)時(shí)需要頻率為“1秒”的時(shí)鐘信號，這就需要脈沖產(chǎn)生電路和分頻電路制作一個(gè)時(shí)鐘信號發(fā)生器。電子鐘的時(shí)鐘為24進(jìn)制，分鐘和秒鐘都是60進(jìn)制的因此需要一個(gè)24進(jìn)制和兩個(gè)60進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。同時(shí)應(yīng)有時(shí)間顯示電路，分別顯示當(dāng)前的“時(shí)”“分”“秒”。另外，手動校時(shí)的功能實(shí)現(xiàn)需要一個(gè)校時(shí)選擇電路來進(jìn)行“時(shí)”與“分”校正之間的切換，還要校時(shí)電路和校分電路對“時(shí)”與“分”計(jì)數(shù)器狀態(tài)進(jìn)行改變。最后，報(bào)時(shí)功能通過識別“分”計(jì)數(shù)器的“整點(diǎn)”狀態(tài)產(chǎn)生報(bào)時(shí)信號，接入報(bào)時(shí)電路從而實(shí)現(xiàn)該功能。綜上考慮，可以采用圖3.1所示的電路原理結(jié)構(gòu)圖進(jìn)行數(shù)字時(shí)鐘的頂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。圖3.1由振蕩器與分頻器構(gòu)成的秒發(fā)生器產(chǎn)生秒信號進(jìn)入秒計(jì)數(shù)器，秒計(jì)數(shù)器對秒

信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)將計(jì)數(shù)器的當(dāng)前狀態(tài)輸出給秒顯示器，并在計(jì)數(shù)到達(dá)60時(shí)產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位信號輸出給分計(jì)數(shù)器，分計(jì)數(shù)器用相同原理計(jì)數(shù)、顯示，并在計(jì)數(shù)到達(dá)60時(shí)產(chǎn)生進(jìn)位信號，同時(shí)輸出給報(bào)時(shí)電路和時(shí)計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘計(jì)數(shù)并且系統(tǒng)報(bào)時(shí)。校時(shí)選擇電路在三個(gè)狀態(tài)間切換：“時(shí)”校正、“分”校正、以及取消校正。前兩個(gè)狀態(tài)時(shí)可以分別激活校時(shí)電路或校分電路從而實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘和分鐘的校正，后一個(gè)狀態(tài)取消校時(shí)，數(shù)字鐘繼續(xù)走時(shí)。這樣，數(shù)字鐘的所有功能就都實(shí)現(xiàn)了。四、模塊的設(shè)計(jì)與功能調(diào)試（一）時(shí)鐘信號發(fā)生子電路[4]一般有兩種電路能夠產(chǎn)生時(shí)鐘信號。一種為石英晶體振蕩器，其特點(diǎn)是震蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡單、頻率易調(diào)整。另一種為555定時(shí)器與RC電路構(gòu)成的多諧振蕩器，此處我采用的是后者。多諧振蕩器也稱矩形波發(fā)生器，是一種自激振蕩器。它沒有穩(wěn)態(tài)而有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，工作時(shí)電路狀態(tài)自動在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間轉(zhuǎn)換，由此而產(chǎn)生作為時(shí)鐘信號的矩形波脈沖。圖4.1即為555定時(shí)器與RC電路構(gòu)成的多諧振蕩器。￡TF 4555￡TF 4555623L 5圖4.1圖4.2為圖4.2為555定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及引腳圖。圖4.2將555定時(shí)器按照圖4.1所示連接，如圖4.3所示圖4.3電路接通電源的瞬間，由于電容上的初始電壓為零，Vc=Ov,經(jīng)反向輸出后555定時(shí)器狀態(tài)為1,輸出Vo為高電平。電源Vcc對電容C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)I。當(dāng)充到輸入電壓v=V時(shí)，輸出跳變?yōu)榈碗娖?，電容C又通過電阻R2c T+開始放電。當(dāng)放電至v=v時(shí)，輸出電位又跳變成高電平，電容C重新開始充電。如c此周而復(fù)始，電路便不停地震蕩。電路開始產(chǎn)生周期性的輸出脈沖。多諧振蕩器兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的維持時(shí)間取決于RC充、放電回路的參數(shù)。暫穩(wěn)態(tài)I的維持時(shí)間，即輸出Vo的正向脈沖寬度T1~O.7(R1+R2)C；暫穩(wěn)態(tài)II的維持時(shí)間，即輸出Vo的負(fù)向脈沖寬度T2~0.7R2C。因此，振蕩周期T=T1+T2=O.7(R1+2R2)C,振蕩頻率f=l/T。正向脈沖寬度T1與振蕩周期T之比稱矩形波的占空比D，由上述條件可得D=(R1+R2)/(R1+2R2),若使R2?R1，則D~l/2,即輸出信號的正負(fù)向脈沖寬度相等的矩形波(方波)。Vc和Vo的電壓波形如圖4.4所示。

根據(jù)以上原理，我在Multisim10中連接了如圖4.5所示電路，圖中左上部分即為555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。圖4.5連接后進(jìn)行仿真，通過頻率計(jì)測得振蕩器輸出方波周期為1ms，如圖4.6所示。■.001msec緩喪信號壓縮比緩喪信號壓縮比圖4.6既然已經(jīng)得到了Ims的信號，進(jìn)行千分頻后即可得到IS方波。如圖4.5的右下部分所示，我使用了二、五、十進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器74LS90做為10進(jìn)制計(jì)數(shù)器將3個(gè)74LS90串聯(lián)后就達(dá)到了千分頻的目的。進(jìn)行10分頻和100進(jìn)行10分頻和100分頻后的波形分別如圖4.7和圖4.8所示圖4.7圖4.8最后，通過CLOCK_SIG端口將秒信號輸出。二）時(shí)、分、秒鐘計(jì)數(shù)子電路計(jì)數(shù)電路主體部分我使用了可預(yù)置的10進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器74LS160。圖4.9如圖4.9,我使用了兩個(gè)10進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS160串聯(lián)，低位的進(jìn)位信號連接到高位的時(shí)鐘信號，而當(dāng)高位的片子狀態(tài)為“0101”時(shí)，即計(jì)數(shù)到“5”時(shí)，通過與非門74LS00將給置位端LOAD低電平信號使片子處于置位狀態(tài)，當(dāng)?shù)臀恍盘栐俅蔚絹砑疵腌娞幱凇?9”時(shí)，下一個(gè)低位溢出信號將使高位置位，置位的4個(gè)端口都接地即“0000”，此時(shí)相當(dāng)于同步清零。由于是同步清零，所以實(shí)際上不會有計(jì)數(shù)到“60”的狀態(tài)出現(xiàn)。另外，我將Qc位接出作為分鐘計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號，當(dāng)高位由“5”變?yōu)椤?”時(shí)，Qc位由高電平變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生一個(gè)向分計(jì)數(shù)器的進(jìn)位。由于分計(jì)數(shù)器與秒計(jì)數(shù)器同理，所以類似地，我設(shè)計(jì)了分計(jì)數(shù)器電路。如圖4.10所示。丿十 鳴 —-T； 丿十 鳴 —-T； ItOtH:CLK□—匚LK■-S轉(zhuǎn)時(shí)1 亡jQ（houi）］陽屈玄＞3?3#1可置訃訂辰|旺）H?■｛匚LUaX—FDH^L廠訂圖4.10圖4.10而小時(shí)計(jì)數(shù)器與前兩個(gè)計(jì)數(shù)器差別不大，只是低位與高位分別處于“0100”和“0010”狀態(tài)即小時(shí)計(jì)數(shù)器處于“24”狀態(tài)時(shí)將清零。另外也不用連接向更高位的輸出端口了。電路設(shè)計(jì)圖如圖4.11所示。圖4.11（三）校時(shí)選擇子電路校時(shí)選擇電路需要在三個(gè)狀態(tài)之間切換，即：“校時(shí)”、“校分”和取消校時(shí)。我使用了三——八譯碼器741S138,用輸入的BCD碼控制三個(gè)狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換，而

用于控制的BCD碼依然由十進(jìn)制計(jì)數(shù)器741S160提供，將741S160的低三位與

741S138的輸入相連就能實(shí)現(xiàn)了。另外741S160的LOAD連接到了QB位即第二

位，這樣當(dāng)狀態(tài)由“0011”再計(jì)數(shù)變成“0100”時(shí)將使片子置為“0000”這樣十

進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到4時(shí)將被置位。從而實(shí)現(xiàn)三個(gè)狀態(tài)間的依次轉(zhuǎn)換。第一個(gè)狀態(tài)將HOUR進(jìn)制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到4時(shí)將被置位。從而實(shí)現(xiàn)三個(gè)狀態(tài)間的依次轉(zhuǎn)換。第一個(gè)狀態(tài)將HOUR端口置高位，第二個(gè)狀態(tài)將MIN端口置高位，第三個(gè)狀態(tài)接空接。計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入接SET端口。如圖4.12所示。圖4.12（四）整點(diǎn)報(bào)時(shí)子電路整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路采用了兩個(gè)本章第一節(jié)采用的555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，構(gòu)成報(bào)時(shí)器的主體部分。將兩個(gè)多諧振蕩器連接起來，前一個(gè)振蕩器的輸出接到后一個(gè)振蕩器的復(fù)位端，后一個(gè)振蕩器的輸出接到蜂鳴器上。這樣，只有當(dāng)前一個(gè)振蕩器輸出高電平時(shí)，才驅(qū)動后一個(gè)振蕩器振蕩,揚(yáng)聲器發(fā)聲；而前一個(gè)振蕩器輸出低電平時(shí)，導(dǎo)致后面振蕩器復(fù)位并停止震蕩,此時(shí)揚(yáng)聲器無音頻輸出。因此從揚(yáng)聲器中聽到間歇式的“滴...滴”聲響。另外，我使用了一個(gè)運(yùn)算放大器作為開關(guān)，當(dāng)SIG_IN端口有信號輸入時(shí)，基極才會有電壓，此時(shí)電源才與多諧振蕩器連接否則將是斷開的。電路如圖4.13所示圖4.13五）總線連接與總體仿真設(shè)計(jì)完各個(gè)子電路后就要將他們連接起來，首先將“時(shí)”“分”“秒”計(jì)數(shù)模

塊分別與LED顯示連接，將時(shí)鐘脈沖連接到秒計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號輸入。報(bào)時(shí)模塊的輸入連接到分計(jì)數(shù)器的進(jìn)位輸出。調(diào)時(shí)選擇模塊用到了三個(gè)按鈕，J1按鈕提供選擇信號，按下一次將有一個(gè)脈沖輸入子電路，選擇模塊從當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)。調(diào)時(shí)選擇模塊的MIN輸出通過按鈕J3,并且和秒計(jì)數(shù)器的進(jìn)位信號進(jìn)行“或”運(yùn)算后接到分計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號上。這樣，來自MIN和秒進(jìn)位的任意一個(gè)脈沖都將使分計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。同理,HOUR和分進(jìn)位接到了小時(shí)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入。為了方便，我將調(diào)時(shí)的按鈕J2和J3都設(shè)為了空格鍵SPACE，這樣就不用分設(shè)兩個(gè)鍵來分別調(diào)節(jié)小時(shí)和分鐘示數(shù)了?？傠娐愤B接由圖4.14所示。SVJ1toc口I.= zaAbn,-njsil'iiiLMD_lirM_OLUE4TLDCK雪加SVJ1toc口I.= zaAbn,-njsil'iiiLMD_lirM_OLUE4TLDCK雪加召JEAhflltf_rLKVS7ACE.MK彗匸匚II.C-_.raoriaciw■BEHCTO-HEH圖4.14完成后進(jìn)行仿真，電路成功地實(shí)現(xiàn)了所有的功能。仿真開始后秒鐘開始計(jì)數(shù)，并且可以正常進(jìn)位。按下按鈕A可以選擇調(diào)時(shí)、分或不調(diào)。處于調(diào)時(shí)或調(diào)分狀態(tài)時(shí)每次按下空格鍵，被選中的計(jì)數(shù)器數(shù)字加一。整點(diǎn)時(shí)報(bào)時(shí)器發(fā)出“滴”、“滴”聲。五、總結(jié)與展望該論文運(yùn)用Multisim軟件，設(shè)計(jì)了具有調(diào)時(shí)功能和自動報(bào)時(shí)功能的24小時(shí)制電子時(shí)鐘并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。使我熟悉了multisim在復(fù)雜電子電路分析中的應(yīng)用，掌握了24小時(shí)制多功能電子鐘電路的分析方法，鞏固了已學(xué)的模電數(shù)電知識，了解了更多中小規(guī)模集成電路的使用方法。由于本科所學(xué)知識有限，仍然存在許多未解決的問題。首先整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路部分沒能實(shí)現(xiàn)按點(diǎn)報(bào)數(shù)，不能從報(bào)時(shí)聲中知道當(dāng)前時(shí)間。而且報(bào)時(shí)電路沒有開關(guān)，觸發(fā)報(bào)時(shí)后無法自動停止。在總電路的連接中，考慮到信號線較多、總體電路連線復(fù)雜且不美觀，我采用了總線連接方式，使信號線連接簡潔、美觀，電路可讀性強(qiáng)。雖然本論文設(shè)計(jì)的電子鐘已經(jīng)包含的時(shí)鐘的基本功能，但是仍然有許多很有價(jià)值的功能可以實(shí)現(xiàn)。例如定時(shí)鬧鐘功能，日歷功能等。附錄

本文所用元器件74ls160引腳圖74ls160功能表輸入輸1!CF石LDS,氐DCBAQ°a6Qa潔零X0XXX.X天XX(JUU■00送徹L0XXdChaJChRu-lira1111XXXX二赴制計(jì)數(shù)XL1V]XXX帛棵持X1110X\%741s90引腳圖星|罔1■勿：I 總|ICP|N<!Qatj：.OMJQfaflc7dl，St)O単Rap）呷⑵匹旳匚旳1｝列I町T~=1__；〕丨引~5|~石tT-74LS90的功能表入輸,'i；功?Sn置9LI 44Qb-Q.-QtOsl<1D,R.3ML「EgCP.3110呂XX0 0y-0&0x1]X利1 <J Cl 1肯9-11口，輸J\\—.ill制訂ffc1I兀辿?制