基于multisim的多功能数字钟设计与仿真.pdf

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1、数字技术应用研究与应用基于multisim的多功能数字钟设计与仿真赵兵文毛莉萍(新疆医科大学新疆乌鲁木齐830011)摘要:数字钟是一种利用数字电子技术实现时、分、秒计时的钟表。本文介绍了以Multisim仿真软件为平台设计多功能数字钟,对电路的设计原理、构成方法做了详细的介绍,使用虚拟仪器、虚拟元件完成单元电路及总体电路系统的设计与仿真。利用Multisim仿真与硬件设计互补,实现了虚实互补,为实验教学中加强电子电路的综合设计环节提供了便捷途径。关键词:数字钟计数器Multisim中图分类号:T

2、H714文献标识码:A文章编号:1007-9416(2014)06-0135-02Multisim是美国国家仪器(NationalInstruments)公司并购加(3)校时,(4)定时报警(闹钟)。数字钟主要电路模块包括:脉冲发生电拿大图像交互技术(InteractiveImageTechnologies)公司后,研发路、分频电路、秒计数电路、分计数电路、时计数电路、校时电路、整点的EDA软件[1],其以Windows为操作平台,可以对各种数字、模拟、报时电路、定时报警电路,译码显示电路,其原理

3、框图如图1所示。数模混合、单片机电路进行仿真。电子技术综合实验是从应用性的设计方案:目的出发,重在提高学生的动手能力、分析和解决电子线路问题的(1)脉冲发生电路:将555定时器芯片LM555CM接成图2所示,利能力,是一类实践性极强的学科。文中以多功能数字钟为例,介绍了用555多谐振荡电路的周期计算公式可以计算得到振荡周期[3]。其中基于Multisim的电路设计与仿真。采用这种虚拟实验环境设计成本R2是电位器,处于50%的位置。电路振荡周期为:低、速度快,仿真成功的电路可以直接在工程中应用,因此

4、对理论分析和实际应用具有较大的辅助作用[2]。TT1T2(R1R22R3)C1ln20.0011s1MultiSim10进行设计及仿真实例(2)分频电路:将集成芯片7490N的QA与INB接起来构成10进制多功能数字钟的设计具有以下功能:(1)显示时间,(2)整点报时,计数器,把这样三个计数器级联起来构成=1000进制计数器。如图3所示。当输入端输入1000个脉冲时输出端输出一个脉冲,构成了1000次分频的功能。(3)秒计数电路:需要一个10进制计数器与一个6进制计数器级联,构成结构的

5、计数器,其中10进制计数器为个位计数器,6进制计数器为十位计数器。如图4所示。分计数电路与秒计数电路原理相同,故不再赘述。图1多功能数字钟原理框图135数字技术应用研究与应用(4)时计数电路:小时信号计数器即为一24进制计数器。为了构时与门输出高电平“1”。再将此输出接一个信号灯和蜂鸣器,进行报成24进制计数器,需要将两片7490N十进制计数器级联接成警。若将时钟进位信号与手动调时信号(手动按下J1或J2产生的脉冲1010100进制计数器,然后采集“24”的BCD码信号“00100100”,信

6、号)接入一个二输入或门,当时钟进位和手动调时任何一端有高电当输出此信号时需要将两片7490N全部置零。二十四进制计数器的平时或门都会输出高电平到时间计数器,这样手动调时便不会影响电路原理图如图5所示:时钟正常走时。(5)校时电路:由于数字钟在开始时需要手动调整时间,所以校在此电路设计中,还可以加入定时报警电路,其主要原理是通时电路是数字钟必须的一个功能。但调时功能不能影响正常的走时过闹钟时计数器和分计数器手动调整定时时刻,将定时时刻与时钟时间进行比较,当时钟时间与定时时刻相同时,开始报警[4]。读

7、者还功能,为了达到这个目的,现设计电路如图6所示:(6)整点报时电路:当时钟走时到达整点时,需要整点报时电路可以增加其它模块,以完善数字钟的功能。提醒整点。本电路的实际功能是时钟走到59分55秒至57秒三秒内实3结语现蜂鸣整点报时。即蜂鸣器鸣响三秒(55、56、57)。每到整点时蜂鸣器本文通过对多功能数字钟的设计与仿真,说明了运用Multisim蜂鸣3秒。其电路原理如图7所示。这一先进电路设计软件进行电路设计的便捷性。将计算机仿真软件2设计与仿真结果Multisim引入到电子电路设计中,使电子电路

8、的设计、仿真、测试非常方便,从而提高了解决实际问题的能力[5]。将上述各单元电路组合起来,可以得到交通控制灯的整体电路,点击Multisim10软件的/Simulate/Run0按钮或直接按“F5”参考文献键,便可以进行多功能数字钟电路的仿真。可以通过调节图3中的R2[1]聂典.Multisim10计算机仿真在电子电路设计中的应用[M].北的大小来调节振荡频率。多谐振荡器将产生的1kHz的脉冲信号输出京:电子工业出版社,2009.到分频器(图4)。在秒信号计数器(图5)输入端接入1