数字电子钟仿真

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1、数字电子钟课程总结题目：基于Multisim10.0的多功能电子钟的设计与仿真学院：电子工程学院专业：电子信息工程学号：20121271008姓名：卫丽业指导教师：蒋品群2014年05月I基于Multisim10.0的多功能电子钟的设计与仿真摘要:数字钟是由555定时器电路产生1KHz秒时钟信号,经过分频器分频后输出稳定的秒脉冲,作为时间基准。秒计数器满60向分计数器进位,分计数器满60向时计数器进位,时计数器以24为一个周期。计数器的输出经译码器送到数码管显示,可将时、分、秒在相应位置正确显示。计时出现误差或者调整时间时可以用校时电路进行时、分的调

2、整,并实现整点报时功能。关键词:数字钟分频器译码器校时电路整点报时电路定时器1．概述主要是通过Multisim10.0软件作为应用平台,设计出电子数字钟逻辑电路,并在这个平台上进行仿真,验证它的工作状态是否正常,以实现要求的功能电路。1.1研究目标与任务设计一个24小时制的数字时钟。要求计时、显示精确到秒、有校时功能，采用中小规模集成电路设计。1.2研究步骤（1）根据要求，设计出比较合理的方案，选取合适的硬件器件，熟悉各个器件的性能；（2）通过Multisim10.0软件进行仿真和调试；（6）实验总结。2．总体设计和电路框图2.1设计思路1).由秒时钟

3、信号发生器、计时电路、校时电路和整点报时电路构成。2).秒时钟信号发生器可由555定时器构成。3).计时电路中采用两个60进制计数器分别完成秒计时和分计时；24进制计数器完成时计时；采用译码器将计数器的输出译码后送七段数码管显示。4).校时电路采用开关控制时、分计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。2.2电路框图1图1.数字钟电路框图3.子模块具体设计3.1由555定时器构成的1KHz信号发生器。由下面的电路图产生1Hz的脉冲信号作为总电路的初输入时钟脉冲。图2.时钟信号发生电路23.2秒脉冲产生电路我们这里是通过三个74LS160N将555多谐振荡器

4、产生的1KHz信号进行三级分频，第一级输出为100Hz,第二级输出为10Hz，第三级输入是1Hz的秒脉冲时钟信号。图3.千分频秒脉冲产生仿真图3图4千分频秒脉冲产生仿真波形图3.3分、秒计时电路及显示部分在数字钟的控制电路中，分和秒的控制都是一样的，都是由一个十进制计数器和一个六进制计数器串联而成的，在电路的设计中我采用的是统一的器件74LS160D的反馈置数法来实现十进制功能和六进制功能，根据74LS160D的结构把输出端的0110（十进制为6）用一个与非门74LS00引到CLR端便可置0，这样就实现了六进制计数。由两片十进制同步加法计数器74LS1

5、60级联产生，采用的是异步清零法。显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D。图560进制的分、秒计数器电路3.4时计时电路及显示部分由两片十进制同步加法计数器74LS160级联产生，采用的是同步置数法，u1输出端为0011（十进制为3）与u2输出端0010（十进制为2）经过与非门接两片的置数端。显示部分用的是七段数码管和两片译码器74LS48D。4图6时计数器3.5校时电路校时电路采用开关控制时、分计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。3.6整点报时电路数字电子钟一般都应具备整点报时电路功能，即在时间出现整点前数秒内，数字电子钟会自动报时，以

6、示提醒。其作用方式是发出连续的或有节奏的音频声波，较复杂的也可以是语音提示。此处应用的是音频声波来实现的。5图7整点报时电路3.7整体电路原理图整体电路共分为六大模块：脉冲产生部分、计数部分、译码部分、显示部分、校时部分、整点报时部分。主要由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、七段显示译码器74LS90、LED七段显示数码管、时间校准电路、整点报时电路构成。数字钟数字显示部分，将七段数码管与七段显示译码器连接起来，组成显示译码电路，即时钟显示。要完成显示需要6个数码管，八段的数码管需要译码器械才能显示，然后要实现时、分、秒的计时需要60进制计数器和2

7、4进制计数器，在在仿真软件中发生信号可以用函数发生器仿真，频率可以随意调整。60进制可能由10进制和6进制的计数器串联而成，频率振荡器可以由晶体振荡器分频来提供，也可以由555定时来产生脉冲并分频为1KHz。计数器的输出分别经译码器送显示器显示。计时出现误差时,可以用校时电路校时、校分、整点报时。6图6.整体电路图图8整体仿真电路图4.仿真结果4.160进制计数器计数仿真结果如图连接好电路，点击运行按钮，经过观察电路仿真结果所设计的电路是正确的，可以正常工作。计数显示从0到59。当计数器数到59后有一个短暂的60显示，这是异步清零的原因。实际工作后不会

8、出现计数不准的现象。7图9.60进制计数器计数仿真电路4.224进制计数器计数仿真结果给电路加