基于Multisim的数字电子时钟设计报告

大学大数据与信息工程学院

基于Multisim的数字电子时钟设计报告

学院：大数据与信息工程学院

专业：电子科学与技术

班级：151

学号：1500890151

学生：宋磊

指导教师：郭祥

2017年7月20日

目录

一、设计目的与要求 (1)

1.1设计目的 (1)

1.2设计要求 (1)

二、基本元器件的选择与原理 (1)

2.1 555定时器 (1)

2.2 74LS390D计数器 (2)

2.2.1 分、秒位实现六十进制 (3)

2.2.2 小时位实现二十四进制 (3)

2.2.3 星期位实现七进制 (4)

2.3 显示器 (5)

2.4 其他元器件 (6)

三、虚拟实验平台与仿真 (6)

3.1 手动校准功能的实现 (6)

3.2 整点报时功能的实现 (6)

3.3 设计从设计从220V交流～6V直流 (7)

3.4 数字电子时钟功能的实现 (7)

附录设计总结与心得体会 (9)

一、设计目的与要求

1.1设计目的

用中、小规模集成电路设计日、时、分、秒的电子钟。

1.2设计要求

1）用555定时器产生1Hz秒信号；

2）秒、分为00～59六十进制；

3）时为00～23二十四进制；

4）星期为1～7七进制；

5）日、时、分可手动校准；

6）具有整点报时功能；

7）设计从220V交流～6V直流。

二、基本元器件的选择与原理

2.1 555定时器

单稳态触发器和施密特触发器主要用于脉冲的整形，多谐振荡器则用于产生脉冲信号。而利用555集成定时器，可以方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，并且带负载能力较强。

此次数字电子钟的计数脉冲则由多谐振荡器提供。脉冲频率取决于555定时器电路。

在Multisim13下构建多谐振荡器，如图2.1：

图2.1

振荡频率：f=1.43/[(R9+2R10)C1]

振荡周期：T=1/f

2.2 74LS390D计数器

计数器——用于统计输入脉冲CP个数的电路。

本次设计统一采用74LS390D计数芯片，74LS390D是一种双四位十进制计数器。其功能表如表2.1所示。

表2.1 BCD计数顺序

表2.1（续）BCD计数顺序

（1=高电平，0=低电平）

注：对于BCD（十进制）计数，输出Q A连到输入B计数。

2.2.1 分、秒位实现六十进制

电子钟的分、秒位是六十进制，在Multisim13中电路设计如图2.2：

图2.2

2.2.2 小时位实现二十四进制

电子钟的小时位是二十四进制，在Multisim13中电路设计如图2.3：

图2.3

2.2.3 星期位实现七进制

电子钟的星期位是七进制，在Multisim13中电路设计如图2.4：

图2.4

2.3 显示器

数码管，颜色自选，如图2.5所示。

图2.5

2.4 其他元器件

还需电源、电阻、开关、二极管若干。

三、虚拟实验平台与仿真

Multisim是美国国家仪器（NI）推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。本次设计实验采用Multisim13版本。

3.1 手动校准功能的实现

通过与、或门和单刀双掷开关实现校准功能，能分别对星期位、小时位、分钟位进行校对。具体电路设计图如图3.1所示。

图3.1

当开关向上掷时校准功能关闭，当开关向下掷时校准功能开启。

3.2 整点报时功能的实现

电路设计图如图3.2所示。

图3.2 当分钟向小时进位时灯泡亮。

3.3 设计从设计从220V交流～6V直流

电路设计图如图3.3所示。

图3.3

3.4 数字电子时钟功能的实现

总的电路设计图如图3.4所示。

图3.4

附录设计总结与心得体会

通过本次为期三天的电子电路实训，我对Multisim仿真平台有了一定的了解，会用该平台做一些简单的电路设计，完成一些简单功能的实现。本次数字电子钟的设计对我来说难度很大，因为第一次接触Multisim平台，拿到老师的要求后无从下手，之后是在网上查找了一些资料和翻阅数电书后才慢慢有了一些想法，有很多知识在这三天弄懂了，也求助了同学，最后终于做出了这个设计并成功实现预期的功能，还是很高兴的。希望以后能有更多这样的机会来提升自己的能力。