数字时钟的Multisim设计与仿真(精.选)
数字钟的设计与仿真-完整演示、功能强大
闹钟
计时
开关群
五、原理图的设计
2、计时原理
五、原理图的设计 2.1 秒信号的产生 由555 定时器 得到1Hz 的脉冲，功能主要是产生标准秒脉冲信 号和提供功能扩展电路所需要 的信号。 555计时器构成的多谐振荡器的工作原理：
它由分压器、比较器、基本R—S 触发器和放电三极管等部分组成。
五、原理图的设计
2.3 译码电路设计之星期的显示 关于星期的显示，本小组采用指示灯亮灭来指示星期。
五、原理图的设计
2.3 译码电路设计 星期显示的译码电路直接由基本门电路组成：
五、原理图的设计 2.4 整点报时功能原理
蜂 鸣 器
判断是 否 是否 为55秒 前50秒 后
五、原理图的设计
555计时器的内部结构图
A
∞
A
∞
五、原理图的设计
多谢振荡器的模拟电路图
五、原理图的设计
2.2 计数器模块原理 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 74LS161N 的反馈置数法来实现十进制 功能和六进制功能，根据74LS161 的结构 把输出端的0101 （十进 制为5）用一个与非门74LS00 引到Load 端便可置0，这 样就实现了 六进制计数。同样，在输出端的1001 （十进制为9）用一个与非门 74LS00 引到Load 端便可置0，这样就实现了十进制计数。在分和秒 的进位时， 用秒计数器的Load 端接分计数器的CLK控制时钟脉冲， 脉冲在上升沿来时计数 器开始计数。时计数器可由两个十进制计 数器串接并通过反馈接成二十四制计数器。
三、设计结果
我小组设计的数字钟已达到设计要求。可完成基本的计时功 能。 并设计有拓展项目：闹钟功能，计时部分添加星期的显示。
数字时钟仿真设计
基于multisim 10.0的数字时钟仿真设计一、设计目的1、综合运用数字电路的知识，掌握数字时钟的设计方法。
2、掌握计数器、译码器、分频器的设计原理和设计方法。
3、掌握运用仿真软件multisim 10.0设计综合数字电路的方法。
二、设计意义数字时钟是用数字集成电路构成的、用数码显示的一种现代计时器，与传统机械表相比，它具有走时准确、校时方便、显示直观、无机械传动装置等特点，因而广泛应用于车站、码头、机场、商店等公共场所。
在控制系统中，数字时钟也常用来做定时控制的时钟源。
三、设计要求1、设计一个具有时、分、秒的十进制数字显示的计时器。
2、具有手动校时、校分的功能。
3、通过开关能实现小时的十二进制和二十四进制转换。
4、具有整点报时的功能。
5、用74系列集成电路设计实现6、电路实现的各功能部分用子电路表示。
四、数字时钟的工作原理数字时钟由振荡器、分频器、计数器、译码显示、报时等电路组成。
其中，振荡器和分频器组成标准秒信号发生器，直接决定计时系统的精度。
系统具有时、分、秒的十进制数字显示，因此，应有计数电路分别对“秒脉冲”、“分脉冲”和“时脉冲”计数；由不同进制的计数器、译码器和显示器组成计时系统。
将标准秒信号送入采用六十进制的“秒计数器”，每累计60s就发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。
“分计数器”也采用六十进制计数器，每累计60min，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。
“时计数器”采用二十四进制或十二进制计数器，可实现对一天24h或10h的累计。
译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态通过六位七段译码显示器显示出来，可进行整点报时，计时出现误差时，可以用校时电路校时、校分。
数字时钟的原理框图如图1所示。
图1 数字时钟的原理框图五、单元电路设计单元电路分为小时计时模块、分钟和秒计时模块、整点译码电路、时钟产生电路、校时电路等。
待单元电路设计完成后，将各单元电路进行封装连接得到总体电路，进行总体电路的仿真、调试，最终完成数字时钟的设计。
电子时钟 Multisim仿真
一、设计指标1.时间以24小时为一个周期；2.显示时、分、秒；3.有校时功能，可以分别对时及分进行单独校时，使其校正到标准时间；4.保证计时的稳定及准确须由晶体振荡器提供表针时间基准信号。
二、设计方框图三、元器件介绍1、74LS7474LS74内部结构图 74LS74管脚图2、74LS47译码器74LS47译码器LT L ×× × × ×H L L L L L L L (5)74LS47译码器真值表注：1、当需要0到15的输出功能时，灭灯输入（BI ）必须为开路或保持在高逻辑电平，若不要灭掉十进制零，则动态灭灯输入（RBI ）必须开路或处于高逻辑电平。
2、当低逻辑电平直接加到灭灯输入（BI ）时，不管其它任何输入端的电平如何，所有段的输出端都关死。
（H=高电平 L=低电平 ×=不定） 3、当动态灭灯输入（RBI ）和 输入端A 、B 、C 、D 都处于低电平而试灯输入(LT)为高时，则所有段的输出端进入关闭且动态灭灯输出（RBO ）处于低电平（响应条件）。
4、当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO ）开路或保持在高电平，且将低电平加到试灯输入(LT)时，所有段的输出端都得打开。
*BI/RBO 是用作灭灯输入（BI ）与/或动态灭灯输出（RBO ）的线与逻辑。
3、74LS39074LS390 管脚图双十进制计数器4、74LS08 2输入端四AND74LS08管脚图 74LS08真值表5、74LS00管脚图 6、74HC51D7 74LS51与或非门管脚图7、4060BP-5V4060BP管脚图4060BP结构图8、七段显示数码管数码显示器有多种，按显示方式可分为分段式、点阵式和重叠式；按发光材料可分为辉光显示器、荧光显示器、发光二极管显示器和液晶显示器等。
目前普遍使用的七段式数字显示器主要有发光二极管和液晶显示器两种。
这里主要介绍七段发光二极管组成的数码管原理。
multisim简易数字钟设计
实验名称 : 简易数字钟设计系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期： 2013 年 11 月实验报告完成日期： 2013 年 12 月指导老师意见：摘要：本数字钟实现了基本时间显示（包括分钟、小时、星期）、时间调整、闹钟以及精度为的秒表。
用于显示的数码管可实现时间、闹钟、秒表显示。
下面从外部到内部对时钟各模块说明并在最后介绍按键使用。
一、使用说明：（一）下表是操作步骤说明（从左到右逐级选择）：（二）说明各按键的作用：1、SWITCH1：为显示切换也可以说是功能切换，因为这两者是同时进行的，当切到显示闹钟时，你可以调整闹钟。
2、SWITCH2:次级切换按键，比如当切到闹钟时，你可以通过波动它而选择要调小时还是分钟；3、INC：由于它大部分时间是在发生脉冲使当前对象的值增一的效果，故命名为INC。
但在基本时间功能处还有清零功能，在秒表功能处有开始/暂停的功能。
4、CLR:在基本时间时是所有清零的功能，在秒表功能时是秒表清零功能。
二、各模块说明。
最外层为：○1 clock_base（基本时间计数）；○2 ALARM&&SCREEN(闹钟判断、秒表功能和闹钟、秒表、时间显示切换)；○3SET_NUM(设置闹钟)；○4FUNCTION_CH（按键翻译）附注：显示秒的数码管可去除。
信号源为10Hz的时钟信号。
秒表时，小时数码管为秒，分钟左一数码管为秒。
(一)clock_base：本模块实现秒、分、时、星期计数。
由一片七进制计数器、一片24进制计数器、两片60进制计数器以及一片10进制计数器74160N构成（因为只允许用一个时钟信号源，为满足秒表需要故用之）。
七进制、24进制、60进制计数器最后说明。
(二)ALARM&&SCREEN本模块实现功能：1、通过当前时间与设定的时间相比较实现闹钟功能并附有闹钟使能；2、用一片10进制计数器和一片60进制计数器实现秒表功能并附有开始/暂停和重置功能；3、用若干三或非门、非门、若干与门实现闹钟、秒表、时间显示切换。
数字时钟的Multisim设计与仿真
数字电子技术课程设计学院：信息工程学院班级：电气二班姓名：刘君宇张迪王应博数字时钟的Multisim设计和仿真一、设计和仿真要求学习综合数字电子电路的设计、实现?基础调研?应用设计、逻辑设计、电路设计?用Multisim软件验证电路设计?分析电路功能是否符合预期，进行必要的调试修改?撰写Project报告，提交Multisim?24???????显示精通过对软件Multisim的学习和使用，进一步加深了对数字电路的认识。
在仿真过程中遇到许多困难，但通过自己的努力和同学的帮助都一一克服了。
首先，连接电路图过程中，数码管不能显示，后经图形放大后才发现是电路断路了。
其次，布局的时候因元件比较多，整体布局比较困难，因子电路不如原电路直观，最后在不断努力下，终于不用子电路布好整个电路。
调试时有的器件在理论上可行，但在实际运行中就无法看到效果，所以得换不少器件，有时无法找出错误便更换器件重新接线以使电路正常运行。
在整个设计中，计数器的接线比较困难，反复修改了多次，在认真学习其用法后采用归零法和置数法设计出60进制和24进制的计数器。
同时，在最后仿真时，预置的频率一开始用的是1hz，结果仿真结果反应很慢，后把频率加大，这才在短时间内就能看到全部结果。
总之，通过这次对数字时钟的设计与仿真，为以后的电路设计打下良好的基础，一些经验和教训，将成为宝贵的学习财富。
数字电子技术基础感想（分工：完成24小时计时功能）本学期我们学习了数字电子技术基础这门课程，通过一学期的学习，我学习到了cmos门电路，ttl门电路，编码器，译码器，触发器和时序电路等数电专业的知识。
上学期接触过模拟电路的知识，在学习数电后，感受到了两门课很多相同又不同的地方。
老师在学期末给我们布置了一个作业，设计数字电路实现时钟功能的作业。
这次作业结合了大部分本学期所学习的知识，综合性极强。
我们在设计中应用了自动校时，并实现了闹钟的功能。
在扩展功能里，我们的时钟可以显示星期，可以整点报时，闹钟功能实现了彩铃响铃。
基于Multisim的数字钟实验电路的设计与仿真
基于Multisim的数字钟实验电路的设计与仿真
在电子技术实验教学中，构建学生的电路设计理念，提高学生的电路设计能力，是教学的根本目的和核心内容。
数字钟电路的设计和仿真，涉及模
拟电子技术、数字电子技术等多方面知识，能够体现实验者的理论功底和设计
水平，是电子设计和仿真教学的典型案例。
文中采用了555 定时器电路、计数电路、译码电路、显示电路和时钟校正电路，来实现该电路。
1 系统设计方案
数字钟由振荡器、分频器、计时电路、译码显示电路等组成[1-3]。
振荡器是数字钟的核心，提供一定频率的方波信号;分频器的作用是进行频率变换，产生频率为1 Hz 的秒信号，作为是整个系统的时基信号; 计时电路是将时基信号进行计数;译码显示电路的作用是显示时、分、秒时间;校正电路用来对时、分进行校对调整。
其总体结构图，如图1 所示。
2 子系统的实现
2.1 振荡器
本系统的振荡器采用由555 定时器与RC 组成的多谐振荡器来实现，如图2 所示即为产生1 kHz 时钟信号的电路图。
此多谐振荡器虽然产生的脉冲误差较大，但设计方案快捷、易于实现、受电源电压和温度变化的影响很小[4]。
2.2 分频器
由于振荡器产生的频率高，要得到标准的秒信号，就需要对所得到的信号进行分频。
在此电路中，分频器的功能主要有两个：1) 产生标准脉冲信号;。
数字钟设计报告_multisim_附图
一、设计目的1、了解并掌握电子电路的一般设计方法，具备初步的独立设计能力。
2、通过查阅手册和文献资料，进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；进一步掌握电子仪器的正确使用方法。
3、学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计，并利用该软件对所设计的电子电路进行仿真测试。
4、通过对自己所设计的电子电路进行实际组装、测试，初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能，5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力，学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二、设计内容、要求及设计方案1、任务利用multisim仿真软件和电子元器件设计并制作一个数字钟。
2、基本要求1）准确计时，以数字形式显示时、分和秒的时间。
2）如真实时钟，小时的计时要求为“12翻1”，分和秒的时间要求为60进制。
3）自由校正时间。
3、扩展功能1）定时闹钟功能。
2）仿广播电台正点报时。
4、总体方案数字钟电路的组成方框图如下图1所示，其主体电路的工作原理如下：由555定时器产生1kHz的脉冲信号，经由74LS90构成的三级分频器后，输出1Hz的单位脉冲，为由74LS90和74LS92构成的60进制秒计数器提供时钟，秒计数器十位再向74LS90和74LS92构成的60进制分钟计数器提供时钟脉冲，其高位再向由74LS191和74LS74构成的12进制小时计数器提供时钟脉冲。
秒、分和时计数器的输出分别接到各自的译码器的输入端，驱动数码管显示。
图1 多功能数字钟系统框图5、可选元器件与非门：74LS00 4片；计数器：74LS90 5片、74LS92 2片、74LS191 2片；译码器：74LS47 6片；数码管4只；555定时器：NE555 2片；发光二极管4只；触发器：74LS74 2片；逻辑门：74LS03 (OC)2片、74LS04 2片、74LS20 2片。
三、自己所负责的单元电路设计在最初的小组分工中，本人主要负责整个电子电路第一步的振荡器与分频器的设计工作。
基于Multisim 8的数字钟的设计与仿真
收稿日期:2007-10-01 作者 杨庆 男 48岁 硕士 副教授基于Multisim 8的数字钟的设计与仿真杨 庆(湖北民族学院电气工程系,湖北恩施445000)摘 要:应用Multisim8进行数字钟设计与仿真。
可以有效的简化设计过程,不失为一种很好的设计方法,Multisim8作为一种高效的设计平台。
其强大的虚拟仪器库和软件仿真功能,为电路设计提供了先进的设计理念和方法。
关键词:Multisim8;数字钟;设计;仿真中图分类号:TN707;G 434;TP39 文献标识码:A0 引言在电子技术高速发展的今天,采用软件仿真的方法,在计算机上虚拟出一个测试仪器先进、元器件品种齐全的电子工作台,克服了实验室的条件限制,避免了使用中仪器损坏等不利因素,通过计算机完成电路的功能设计、性能分析、时序测试以及印刷线路板的自动布线,它与传统的设计方式相比较,采用计算机虚拟技术进行电子线路的分析和设计,大大提高了设计效率。
Multisim8是加拿大Interactive Image Technologies 公司继Multisim2001、Multisim7后,于2004年推出的Multisim 最新版本,是该公司电子电路仿真软件EWB (Electronics Work 2bench ,虚拟电子工作台)的升级版。
目前,EWB 包含电路仿真设计的模块Multisim 、PCB 设计软件Ultiboard 、布线引擎Ultiroute 和通信电路分析与设计模块Commsim 等4个部分,能完成从电路仿真设计到电路板图生成的全过程。
这4个部分相互独立,可以分别使用。
Multisim8是一个电路原理设计、电路功能测试的虚拟仿真软件。
其元器件库提供数千种电路元器件供实验选用,同时也可以新建或扩充已有的元器件库,而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到,因此可以很方便地在工程设计中使用[2]。
Multisim8的虚拟测试仪器仪表种类齐全,有一般实验用的通用仪器,如万用表、信号发生器、双通道示波器、直流电源,还有一般实验室少有或没有的仪器,如波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换器、失真度测量仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
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电子电路Multisim设计和仿真
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姓名：
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数字时钟的Multisim设计和仿真
一、设计和仿真要求
学习综合数字电子电路的设计、实现和调试
1.设计一个24或12小时制的数字时钟。
2. 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。
3.发挥：增加闹钟功能。
二、总体设计和电路框图
1. 设计思路
1).由秒时钟信号发生器、计时电路和校时电路构成电路。
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、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。
2. 电路框图
图1. 数字钟电路框图
三、子模块具体设计
1. 由555定时器构成的1Hz秒时钟信号发生器。
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
2.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74LS160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3. 分秒计时电路
3. 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. 校时电路
校时电路采用开关控制时、分、秒计数器的时钟信号为校时脉冲以完成校时。
如图，当开关A,B 闭合，C,D 断开时，电路进行正常的计时工作；当开关A,B 断开，C,D 闭合时，就可以自动进行校时。
当然也可以手动校准时间，这是需要不断地闭合、断开开关，每次只改变一个数。
其中C 是校时开关,D 是较分开关，开关E 用来控制秒得校准，断开时，秒显示为0。
四、整体电路原理图
整体电路共分为五大模块：脉冲产生部分、计数部分、译码部分、显示部分、校时部分。
主要由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED 七段显示数码管、时间校准电路构成。
数字钟数字显示部分，采用译码与二极管串联电路，将译码器、七段数码管连接起来，组成十进制数码显示电路，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24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1Hz 。
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。
图4. 时计时电路 图5. 校时电路
图6. 整体电路图
五、仿真结果
1. 1hz脉冲产生电路仿真
振荡器可由晶振组成，也可以由555与RC组成的多谐振荡器。
由555定时器得到1Hz的脉冲，功能主要是产生标准秒脉冲信号和提供功能扩展电路所需要的信号。
仿真分析开始前可双击仪器图标打开仪器面板。
准备观察被测试波形。
按下程序窗口右上角的启动／停止开关状态为1，仿真分析开始。
若再次按下，启动／停止升关状态为0，仿真分析停止。
电路启动后，需要调整示波器的时基和通道控制，使波形显示正常。
为了便于观察特把频率加大。
由图可见，所设计的电路可以产生方波。
2. 脉冲输出电压观察
在仪表栏里选用万用表接到555定时电路的输出端，设置万用表输出为直流电压。
点击运行按钮，由仿真结果可知脉冲输出电压较稳定，开始小幅度变化，最后稳定在3.33v 。
与最初设计基本相符。
3. 60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。
实际工作后不会出现计数不准的现象。
图7(a). 产生1kHz 的脉冲波形 图7(b). 产生1Hz 的脉冲波形 图8. 脉冲数出电压电路
图9. 60进制计数器计数仿真电路
4. 24进制计数器计数仿真结果
给电路加脉冲信号源，频率可以加大。
如图，频率为1kHz，经过观察电路的仿真结果可以看到显示数字是从0到23与设计相符。
特别注意74LS160的连接。
图10. 24进制计数器计数仿真电路
5.总体电路仿真结果
1). 秒计数向分计数进位仿真。
如图连接好电路，点击运行后，可以看到秒计数计到59后可以向分计数器进位，电路运行正常。
2). 分计数向时计数进位仿真。
给分计数器的个位计数片上加1kHz的时钟信号源，经过运行仿真后，可以看出分位计数到59时可以向时位进位。
电路运行正常。
6. 开关校时电路仿真结果
校时电路由开关、或非门和反相器构成，当A、B、E闭合，C、D断开时，电路正常计时；当A、B随意，C、D闭合时，时，分自动校时；当手动校时时，每开关一次示数增加1。
E开关用来较秒的，闭合时正常工作，断开时秒显示器为零，整个电路不工作。
可以起到较秒的作用。
经过仿真实验开关设置合理，可以起到预定的效果，能够有效地校准时、分、秒。
六、结论
由震荡器、秒计数器、分计数器、时计数器、BCD-七段显示译码/驱动器、LED七段显示数码管设计了数字时钟电路，经过仿真得出较理想的结果，说明电路图及思路是正确的，可以实现所要求的基本功能：计时、显示精确到秒、时分秒校时。
七、利用Multisim仿真软件设计体会
通过对软件Multisim的学习和使用，进一步加深了对数字电路的认识。
在仿真过程中遇到许多困难，但通过自己的努力和同学的帮助都一一克服了。
首先，连接电路图过程中，数码管不能显示，后经图形放大后才发现是电路断路了。
其次，布局的时候因元件比较多，整体布局比较困难，因子电路不如原电路直观，最后在不断努力下，终于不用子电路布好整个电路。
调试时有的器件在理论上可行，但在实际运行中就无法看到效果，所以得换不少器件，有时无法找出错误便更换器件重新接线以使电路正常运行。
在整个设计中，74LS160的接线比较困难，反复修改了多次，在认真学习其用法后采用归零法和置数法设计出60进制和24进制的计数器。
同时，在最后仿真时，预置的频率一开始用的是1hz，结果仿真结果反应很慢，后把频率加大，这才在短时间内就能看到全部结果。
总之，通过这次对数字时钟的设计与仿真，为以后的电路设计打下良好的基础，一些经验和教训，将成为宝贵的学习财富。
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