數(shù)字電子鐘--基于Multisim10(共11頁)

1、. . 基于Multisim10數(shù)字電子鐘的設(shè)計(jì) 學(xué)校： 河南理工大學(xué) 院系: 計(jì)算機(jī)學(xué)院通信工程 姓名： 羅韜 指導(dǎo)老師： 蘇玉娜 日期：2013年01月07日 目錄一、設(shè)計(jì)基本要求、設(shè)計(jì)目的2二、基本元器件的選擇與原理32.1 多諧振蕩器32.2 計(jì)數(shù)器42.3 譯碼器和顯示器62.4 其他元器件7三、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺與仿真73.1 基本數(shù)字時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)83.2 擁有暫停功能、校對功能的數(shù)字時(shí)鐘8四、參考文獻(xiàn)9一、設(shè)計(jì)基本要求、設(shè)計(jì)目的 隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們正處于一個(gè)信息時(shí)代，現(xiàn)代信息的存儲、處理和傳輸越來越趨于數(shù)字化，數(shù)字邏輯幾乎應(yīng)用于每一電子設(shè)備或電子系統(tǒng)中。掌握基數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)，

2、已成為當(dāng)代工科大學(xué)生的基本要求。 此次要求是設(shè)計(jì)一個(gè)常用的二十四進(jìn)制數(shù)字電子鐘，設(shè)計(jì)的基本要求如下： 1.采用七段數(shù)碼管顯示，顯示范圍為00時(shí)00分00秒到23時(shí)59分59秒；2. 電路具有時(shí)間校正功能，暫停功能。 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)平臺采用Multisim10軟件并進(jìn)行仿真。 二、基本元器件的選擇與原理 隨著數(shù)字電子技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)已生產(chǎn)出形式各異，功能強(qiáng)大的各種元器件，以滿足在不同場合、不同條件下的設(shè)計(jì)要求。選擇適合自己設(shè)計(jì)的元器件，可最大程度的實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能等等要求。2.1 多諧振蕩器 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器主要用于脈沖的整形，多諧振蕩器則用于產(chǎn)生脈沖信號。而利用555集成定時(shí)器，可以方便地

3、構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器，并且?guī)ж?fù)載能力較強(qiáng)。 此次數(shù)字電子鐘的計(jì)數(shù)脈沖則由多諧振蕩器提供。脈沖頻率取決于RC定時(shí)電路。 在Multisim10下構(gòu)建多諧振蕩器，如下圖： 振蕩周期 T =0.7（R43 + 2*R44 )*C1 振蕩頻率 f = 1/T 當(dāng) R43=R44=5.1K ， C1=100nF 時(shí)，T1ms 。2.2 計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器用于統(tǒng)計(jì)輸入脈沖CP個(gè)數(shù)的電路。 計(jì)數(shù)器的分類：按照計(jì)數(shù)進(jìn)制可分為二進(jìn)制計(jì)數(shù)器和非二進(jìn)制計(jì)數(shù)器；按數(shù)字的增減趨勢可分為加法計(jì)數(shù)器、減法計(jì)數(shù)器和可逆計(jì)數(shù)器；按計(jì)數(shù)器中觸發(fā)器是否與計(jì)數(shù)脈沖同步可分為同步計(jì)數(shù)器和異步計(jì)數(shù)器。 此次設(shè)計(jì)電子鐘統(tǒng)

4、一使用 74LS161 計(jì)數(shù)芯片。74LS161 是一種4位二進(jìn)制同步加法計(jì)數(shù)器。（采用下降沿觸發(fā)方式）74LS161的功能表清零預(yù)置使能時(shí)鐘預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸出工作模式RDLDEPETCPD3D2D1D0Q3Q2Q1Q00XXXXXXXX0000異步清零10XXd3d2d1d0d3d2d1d0同步置數(shù)110XXXXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持11X0XXXXX保持?jǐn)?shù)據(jù)保持1111XXXX計(jì)數(shù)加法計(jì)數(shù)2.2.1 分秒位實(shí)現(xiàn)六十進(jìn)制 電子鐘的分秒位是六十進(jìn)制，在Multisim 中電路設(shè)計(jì)如圖： U1（秒數(shù)個(gè)位）芯片CP端接多諧振蕩器，通過與非門實(shí)現(xiàn)同步置數(shù)、與門與非門共同作用實(shí)現(xiàn)向高位進(jìn)一。各芯片EP、ET、

5、LOAD端直接接5V電源。2.2.2 小時(shí)位實(shí)現(xiàn)二十四進(jìn)制 電子鐘的小時(shí)位是六十進(jìn)制，在Multisim 中電路設(shè)計(jì)如圖： 同樣通過與非門實(shí)現(xiàn)同步置數(shù)、與門與非門共同作用實(shí)現(xiàn)向高位進(jìn)一。各芯片EP、ET、LOAD端直接接5V電源。2.3 譯碼器和顯示器2.3.1 譯碼器 譯碼器將輸入的代碼轉(zhuǎn)換成特定的輸出信號。 七段顯示譯碼器74LS48是一種與共陰極數(shù)字顯示器配合使用的集成譯碼器，它的功能是將輸入的4位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成顯示器所需要的七個(gè)段信號ag。 ag為譯碼輸出端，與顯示器端口一一對應(yīng)相接。 芯片如下圖： 具體功能表如下：74LS48 的邏輯功能表 功能（輸入）輸入輸入/輸出顯示字體LTR

6、BIA3A2A1A0BI/RBO01100001011X00011121X00101231X00111341X01001451X01011561X01101671X01111781X10001891X100119101X10101111X10111121X11001131X11011141X1111151X11111滅燈XXXXXX0滅零1000000實(shí)燈0XXXXX18我們只用到十進(jìn)制顯示即可。 2.3.2 七段數(shù)碼管 可將經(jīng)過譯碼器譯碼后的輸入信號直觀地顯示出來，需注意的是，CA型七段數(shù)碼管一端接電源，而CK型則接地，ag端需先接電阻（1K即可）后才能與譯碼器相接。 顏色自選。2.4 其他

7、元器件 還需電源、電阻（1K）、開關(guān)、二極管若干。三、虛擬實(shí)驗(yàn)平臺與仿真 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。 本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采用Multisim10漢化版本。3.1 基本數(shù)字時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn) 未加任何控制端，沒有暫停和校對功能，最基礎(chǔ)的數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)電路圖如下：3.2 擁有暫停功能、校對功能的數(shù)字時(shí)鐘 通過與門實(shí)現(xiàn)暫停功能和校對功能，能分別對小時(shí)位，分鐘位，秒鐘位進(jìn)行校對。當(dāng)斷開J1開關(guān)，時(shí)鐘將停止計(jì)數(shù)，并保持時(shí)刻的顯示。最高能以每

8、10秒的校對精確度對時(shí)鐘進(jìn)行校對，每斷開一次開關(guān)，將產(chǎn)生一次下降沿，并使計(jì)數(shù)器進(jìn)1。校正完成后需將所有的開關(guān)都呈閉合狀態(tài)。 具體電路設(shè)計(jì)圖如下：四、參考文獻(xiàn)1 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)/艾永樂，付子義主編.北京中國電力出版社,2008年.2 計(jì)算機(jī)輔助電路分析Mulitisim，重慶大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心.歡迎您的光臨，Word文檔下載后可修改編輯.雙擊可刪除頁眉頁腳.謝謝！希望您提出您寶貴的意見，你的意見是我進(jìn)步的動(dòng)力。贈語； 1、如果我們做與不做都會有人笑，如果做不好與做得好還會有人笑，那么我們索性就做得更好，來給人笑吧！ 2、現(xiàn)在你不玩命的學(xué)，以后命玩你。3、我不知道年少輕狂，我只知道勝者為王。4