数字时钟的Multisim设计与仿真
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。
Multisim做的数字时钟!完美运行
电子技术课程设计报告班级电信工程1101姓名学号指导教师2014年1 月所选课题：数字时钟一．设计要求多功能数字钟：能够准确显示时、分、秒时间，具有校时功能和闹钟功能。
要实现校时功能需要分别针对时分秒的校时电路，要实现1Hz的秒钟计数需要时钟振荡电路，所以数字钟电路一般由数码显示器、计数器、时钟振荡器和校时电路等几个部分组成。
二．设计思路及电路原理图数字时钟的总电路图如下所示：数字时钟工作原理：数字时钟电路由555振荡发生器、分频器、两个60进制分秒计数器、一个24进制小时计数器以及6个数字显示器组成。
电路工作时由555振荡器产生频率为1000HZ的脉冲，经由三个74LS192D构成的千分频的分频器得到频率为1HZ的脉冲，脉冲输入计数电路(分秒由60进制计数电路计数，小时由24进制计数电路计数),然后将相应数字显示到数字显示器上即所要显示的时间。
另外，时钟的时间设置可以通过三个与单刀双掷开关相连的时钟信号发生器来实现。
闹钟由16个异或门，16个非门，2个8端与门，1个2端与门，1个灯泡组成。
电路原理框图如下：脉冲形成电路由555计时器组成的振荡电路。
考虑到时钟对精度要求较高，故在时钟电路中由555振荡电路产生频率为1KHz的脉冲信号，然后经过千分频的分频器分频产生1Hz脉冲。
555振荡器的参数确定：T=0.7(R1+R2)C=1ms，f=1/t=1KHZ，所以参数可以确定为：C1=10uF，C2=100nF，R1=45Ω，R2=50Ω（以上设置在实际仿真的时候速度过慢，故在实际仿真中)脉冲形成电路如下:分频电路是三个用十进制计数器74LS90串联而成的千分频的分频器。
分频原理是在74LS90的输出端子中，从低位输入10个脉冲才从高位输出1个脉冲，这样一片74LS90就可以起十分频的作用，三个74LS90串联就构成了千分频的电路，输出的便是1HZ的标准脉冲信号。
分频电路如下所示：在数字时钟电路中，分与秒的计数电路是分别由两个74LS192D组成的60进制的计数电路实现的。
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。
基于Multisim 14仿真设计的多功能数字电子钟
电子产品世界基于Multisim 14仿真设计的多功能数字电子钟Multifunctional digital electronic clock based on simulation design of Multisim 14金子涵，任致远，史旭东，王胜铎 （黑龙江工程学院，哈尔滨150050）摘 要：数字电子钟是一种利用数字电子技术实现计时的钟表。
本文介绍了在Multisim 14仿真软件上设计的满足要求的可调闹钟功能数字钟，对其设计原理、整体框图和各单元电路做了详细说明。
利用Multisim软件具有花费少、效率高、周期短，功能强等优势，可对数字电子钟电路进行分层设计。
将整机框图拆分成多个单元电路，再将各单元电路连线成整机电路，结构清晰，便于理解每个单元电路功能，使整机电路功能一目了然。
关键词：数字电子钟；Multisim 14；可调闹钟；反馈置数法；分层设计0 引言Multisim 14是美国NI公司研发的一款以Windows 为操作平台的EDA工具软件[1]，可以对模拟、数字电路进行仿真与设计，具有丰富仿真分析能力，所以在电子技术领域以Multisim仿真软件为平台进行电路设计非常普遍。
数字电子钟是一种以数字电路技术实现计时的现代计数器，与传统机械式时钟相比，具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，使用寿命更长，因此得到了广泛使用。
从原理上讲，数字电子钟是一种典型数字电路，包括组合逻辑电路和时序电路[2]，所以，本文借助Multisim 14软件仿真数字电路便捷高效的优势，进行模块化电路设计，使得设计花费少、效率高、周期短。
1 设计任务１．１ 基本功能1）应用模拟振荡电路实现正弦波时钟信号发生，并作为数字钟的时钟信号。
2）实现数字时钟计时功能，时间以24 min为1个周期。
3）用数码管显示分钟、秒。
１．２ 扩展功能1）具有校时功能，可以对分钟和秒单独校时。
2）计时过程具有闹钟功能，到达指定时间（时间可选定）蜂鸣。
基于Multisim的数字时钟仿真设计
基于Multisim的数字时钟仿真设计
Multisim是由National Instruments公司推出的一款仿真电路设计软件，其功能强大、界面友好，能帮助工程师更好地模拟电子电路。
本文介绍了在Multisim中进行数字时钟仿真设计的基本步骤。
在制作数字时钟之前，首先需要进行电路设计，具体步骤如下：
1、确定时钟的频率。
为了使Multisim能正常工作，必须确定正确的输入频率。
2、在Multisim中设置时钟电路。
在Multisim中，可以选择运放IC作为时钟电路的组件，并在模拟真实电路中调节不同的参数，比如时钟信号的频率和阻抗。
4、将时钟信号输出到外部仪器。
当仿真结果符合预期时，就可以将时钟信号输出到仪器中，进行更进一步的测试。
以上就是在Multisim中进行数字时钟仿真设计的基本流程，它能够帮助工程师更好地掌握设计思想，让电路设计更加容易和准确。
基于Multisim的数字钟电路仿真研究
＿
褒 ｌ 嚣
基 于 Ｍ ｕｔ ｉ 的 数 字 钟 电 路 仿 真 研 究 ｌｓ ｉｍ
张 卫 丰 ， 瑞 春 ， 晓 宁 ， 芙 蓉 王 潘 郑 （ 圳 信 息 职 业 技 术 学 院 电 子 通 信技 术 系 ， 东 深 圳 ５ ８ ２ ） 深 广 １０ ９ 摘 要 ： 字钟 是 数 字 电子 技 术 的综 合 应 用 ， 中以数 字钟 设 计 为 需 求 ， 析 了其 工 作 原 理 ， 立 了基 于 Ｍｕｔ ｉ 的 秒 数 文 分 建 ｌｓ ｉｍ 时基 信 号 、 字钟 计 数 显 示 仿 真 模 型 ， 出 了仿 真 波形 ， 出 了理 论 分 析 、 拟 实验 仿 真 和 实 际 电路 调 试 相 结合 的 教 学 方 数 给 提 虚 法和 基 于工 作 过 程 即面 向 岗位 的教 学模 式 。 实践 证 明 ， 字 钟 电路 设 计 合 理 ， 的 教 学 方 法 ， 低 了 对 实 验 条 件 的要 求 ， 数 新 降
ｔ ａ ｈ ｎ ｔ ｏ ｓｗｉ ｈ ｈ ｏ ｙ ａ ａ ｙ ｉ ，ｖ ｒ ｕ ｌｅ ｐ ｒ ｎ ｉ ｌｔ ｎ ａ ｄ ａ ｔ ａ ｉ ｕ ｔｄ ｂ ｇ ｉ ｇ ｉ ｔ ｇ ａ ｉｎ，ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｃ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｔ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ｓｓ ｉｔ ａ ｘ ｅ ｉ ｈ ｍｅ ｔｓｍｕ ａ ｉ ｎ ｃ ｕ ｌｃｒ ｉ ｅ ｕ ｇｎ ｎ ｅ ｒ ｔ ｏ ｃ ｏ ｎ ｈ
提 高了学生的积极性， 增强 了学生的技能水平 。 关键词 ： 字电子技术 ； 字钟 ； 学改革 数 数 教
中 图 分 类 号 ： Ｍ４ １５ Ｔ ６． 文献标识码 ： Ａ
Ｓｍ ｕ ａ ｉｎ ｏ ｇｔ ｌ ｏ ｋ Ｃｉｃ ｉ Ｂａ ｅ ｎ Ｍ ｕ ｔ ｉ ｉ ｌｔ ｆ ｏ Ｄｉｉａ ｃ ｒ ｕｔ ｓ ｄ ｏ ｌ ｓｍ Ｃｌ ｉ
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Multisim12的数字钟设计与仿真
基于Multisim12的数字钟设计与仿真
基于Multisim12的数字钟设计与仿真
吕念芝
【摘要】基于Multisim12平台设计了一款具有整点报时、12或24小时切换、校时、驱动、时分秒显示功能的数字电子钟。
晶振秒脉冲电路经过在面包板上实际测试可以实现，其他电路在Multisim12仿真平台可以成功实现。
电路结构采用层级化设计模式，清晰明了。
10个底层电路采用分立元件实现具体功能。
采用分立元件可以检验学生对基本元件知识掌握的情况，以及功能应用的熟练程度度。
通过Multisim12软件的仿真，为后续数字钟的实现奠定了很好的基础。
【期刊名称】内蒙古科技与经济
【年(卷),期】2019(000)008
【总页数】3
【关键词】Multisim12；数字钟；设计；仿真
基金项目：《基于Android平台的多屏互动系统的设计与实现》(编号：JAT160618)；《基于超级电容器的新型能源材料技术探索》(编号：JAT160622)；基于蓝牙5.0的可移动车载显示器设计(编号：JAT170793)。
数字钟[1]的设计实现途径很多，可以采用现在先进的FPGA[2]技术，在一个芯片内实现主体功能：秒脉冲输出、计数、12或24小时切换、整点报时和时间校准。
再配合简单的外围电路就可以实现基本功能的数字钟。
或者采用专门的数字钟的集成芯片[3]，再配合电源、显示等外围电路也可以实现数字电子钟。
以上两种途径虽然可以快速的设计数字电子钟，抗干扰能力也很强，可是无法体现学生对分立元件掌握的熟悉度和对基本数字电路知识掌握的程度，鉴于此。
数字时钟的Multisim设计与仿真
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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. 电路框图分计数器时计数器秒计数器译码器译码器译码器校时电路秒信号发生器数码管显示数码管显示数码管显示图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。
Multisim做的数字时钟!完美运行
Multisim做的数字时钟!完美运行班级电信工程1101姓名学号指导教师2014年 1 月所选课题:数字时钟一(设计要求多功能数字钟:能够准确显示时、分、秒时间，具有校时功能和闹钟功能。
要实现校时功能需要分别针对时分秒的校时电路，要实现1Hz的秒钟计数需要时钟振荡电路，所以数字钟电路一般由数码显示器、计数器、时钟振荡器和校时电路等几个部分组成。
二(设计思路及电路原理图数字时钟的总电路图如下所示:数字时钟工作原理:数字时钟电路由555振荡发生器、分频器、两个60进制分秒计数器、一个24进制小时计数器以及6个数字显示器组成。
电路工作时由555振荡器产生频率为1000HZ的脉冲，经由三个74LS192D构成的千分频的分频器得到频率为1HZ的脉冲，脉冲输入计数电路(分秒由60进制计数电路计数，1小时由24进制计数电路计数),然后将相应数字显示到数字显示器上即所要显示的时间。
另外，时钟的时间设置可以通过三个与单刀双掷开关相连的时钟信号发生器来实现。
闹钟由16个异或门，16个非门，2个8端与门，1个2端与门，1个灯泡组成。
电路原理框图如下:脉冲形成电路由555计时器组成的振荡电路。
考虑到时钟对精度要求较高，故在时钟电路中由555振荡电路产生频率为1KHz的脉冲信号，然后经过千分频的分频器分频产生1Hz脉冲。
555振荡器的参数确定:T=0.7(R1+R2)C=1ms，f=1/t=1KHZ，所以参数可以确定为:C1=10uF，C2=100nF，R1=45Ω，R2=50Ω(以上设置在实际仿真的时候速度过慢，故在实际仿真中)脉冲形成电路如下:2分频电路是三个用十进制计数器74LS90串联而成的千分频的分频器。
分频原理是在74LS90的输出端子中，从低位输入10个脉冲才从高位输出1个脉冲，这样一片74LS90就可以起十分频的作用，三个74LS90串联就构成了千分频的电路，输出的便是1HZ的标准脉冲信号。
分频电路如下所示:在数字时钟电路中，分与秒的计数电路是分别由两个74LS192D组成的60进制的计数电路实现的。
multisim_时钟的设计与仿真
哈尔滨工业大学数字时钟的设计与仿真目录1．设计要求2. 总电路图及工作原理3.电路组成介绍3.1 脉冲形成电路3.2 分频电路3.3 60进制计数器及显示电路3.4 24进制计数器及显示电路3.5 时间设置电路4. 电路的测试5. 分析与评价附录：元器件清单1.设计要求本次设计任务是要求用Multisim10.0软件设计一个数字时钟电路，即用数字显示出时间结果。
设计要求如下：(a)以数字形式显示时、分、秒。
(b)小时计时采用24进制的计时方式，分、秒采用60进制的计时方式。
(c)要求能够对时钟进行时间设置。
2. 总电路图及工作原理数字时钟的总电路图如下所示：数字时钟工作原理：数字时钟电路由555振荡发生器、分频器、两个60进制分秒计数器、一个24进制小时计数器以及6个数字显示器组成。
电路工作时由555振荡器产生频率为1000HZ的脉冲，经由三个74LS90D构成的千分频的分频器得到频率为1HZ的脉冲，脉冲输入计数电路(分秒由60进制计数电路计数，小时由24进制计数电路计数),然后将相应数字显示到数字显示器上即所要显示的时间。
另外，时钟的时间设置可以通过三个与单刀双掷开关相连的时钟信号发生器来实现。
电路的设计流程图如下所示3.电路组成介绍3.1 脉冲形成电路脉冲形成电路为555计时器组成的振荡电路。
考虑到时钟对精度要求较高，故在时钟电路中由555振荡电路产生频率为1KHz的脉冲信号，然后经过千分频的分频器分频产生1Hz脉冲。
555振荡器的参数确定：T=0.7(R1+R2)C=1ms，f=1/t=1KHZ，故可令R1=5kΩ,R2=5KΩ,C=100nF。
(以上设置在实际仿真的时候速度过慢，故在实际仿真中)脉冲形成电路如下所示：3.2 分频电路分频电路是三个用十进制计数器74LS90串联而成的千分频的分频器。
分频原理是在74LS90的输出端子中，从低位输入10个脉冲才从高位输出1个脉冲，这样一片74LS90就可以起十分频的作用，三个74LS90串联就构成了千分频的电路，输出的便是1HZ的标准脉冲信号。
基于Multisim 9的数字电子钟设计与仿真
万方数据进行设计。
若要进行修改，同样采用以上步骤。
６０进制图２６０进制计数器层次模块图３层次块电路设置由此，采用４５１８十进制计数器，设计了６０进制和２４进制的计数器，计数器的内部电路分别如图４、图５所示。
图４６０进制计数器连线图３．２校准电路同样的方法，设计校准电路的层次电路时，设计为６个输入口、３个输出口，其内部电路如图６所示。
为便于使用，将校准开关外接。
校时电路工作过程如图７所示，正常工作情况下，Ｊ。
断开，Ｊ。
，Ｊ。
闭合，秒脉冲进入计数器。
当需要对秒进行校正时，闭合和断开Ｊ。
，直到需要的数字为止；需要对分校正时，Ｊ。
处于闭合的情况下，断开Ｊｚ，秒脉冲进入到分计时，则分计数器快速计数，直到显示的时间为需要的数字为止，再闭合Ｊｚ；同理，可以对时进行校正。
图５２４进制计数器连线图图６核准电路连线图图７数字电子钟连线图４整机电路安装调试在Ｍｕｌｔｉｓｉｍ中，执行Ｐｌａｃｅ／ＨｉｅｒａｃｈｉｃａｌＢｌｏｃｋ命令，找到已存储的层次块，点打开即可出现在电路模板１８５万方数据万方数据基于Multisim 9的数字电子钟设计与仿真作者：罗映祥， LUO Ying-xiang作者单位：重庆三峡学院,物理与电子工程学院,重庆,404000刊名：现代电子技术英文刊名：MODERN ELECTRONICS TECHNIQUE年，卷(期)：2010，33(9)被引用次数：0次1.阎石数字电子技术基础 20062.杨志忠电子技术课程设计 20083.聂典Multisim 9计算机仿真在电子电路设计中的应用 20074.周凯EWB虚拟电子实验室:Multisim 7 & Ultiboard 7电子电路设计与应用 20055.罗映祥Multisim电路仿真软件在差分电路分析中的应用 2008(1)6.罗映祥Multisim 2001电路仿真软件在负反馈电路教学中的应用 2008(7)7.汪建立基于Multisim 2001软件的数显抢答器设计与仿真 2004(4)8.甘庆玉.韦鸿Multisim 10.0在电子秒表实训教学中的仿真应用 2009(8)9.董玉冰基于Multisim 9.0简易数字频率计的设计与仿真 2009(6)本文链接：/Periodical_xddzjs201009055.aspx授权使用：北京电子科技学院(bjdzkjxy)，授权号：407c8aa1-03ed-48d0-b8cb-9ecf013c666c下载时间：2011年4月24日。
基于Multisim10电子数字钟的设计与仿真
1
5V
140
VDD
5V
VDD
R49
；10M?
■5%
141
VDD
5V
VDD
R45
6
0
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147
10M?|
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U39A
132
133
U41A
U42A
7408N
7408N
U38A
432N
122
U44A
144
7400N
U46A
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7408N
142
Key = A
0
R50
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5%
YY Y Y Y YY
U8
4511BP 5V
5V
5V
V
01 23 L B L S AA AAV
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J
U10A
U15A
■73
U2A
74LS00
74LS00
74LS0C
N
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48
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U6
MU
A BC D Q QQ Q
100|0
5%5%
74LS08D
U23 45 1BP
U21 4511BF
O
CHale Waihona Puke R关键词 数字钟 振荡器 计数器 译码显示 仿真
引言 数字钟是一种用数字电路技术实现时、 分、 秒计时的装置， 钟表的数字化给人们生产 生活带来了极大的方便， 而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。 诸如定时自动报警、 按时 自动打铃、时间程序自动控制、定时广播。而且与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显 示直观、 无机械传动、 无需人的经常调整等优点。 数字钟的设计涉及到模拟电子与数字电子 技术，其中绝大部分是数字部分、逻辑门电路、数字逻辑表达式、计算真值表与逻辑函数间 的关系、编码器、译码器显示等基本原理。现在主要用各种芯片实现其功能，更加方便和准 确。Multisim8作为一种高效的设计与仿真平台。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。
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电子电路
设计和仿真
Multisim
学院：
专业和班级：
姓名：学号：
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
二、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
-VC K
•
OTT - ・
THR ・
T£L1 -
O0&I
H L :
・ r GND ，,,
48kQ
R2 48kQ
—10uF 士伯 DtiF
.......
■ ■ j
- ■ ■
>100Q
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 。
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
,
S-HbUtl
4.校时电路 "仃！.
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。
-VC-C - . - L • -
• . - u . - - - •
SV
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。
R2 46ka
R1
4SkQ
C1
C2
■ - uec..- AflT -・ ODT - ©Iff run COW
■ GUTi
图7(a).产生1kHz 的脉冲波形
D«dl»<wKK£l
图7(b).产生1Hz 的脉冲波形
MLiltimetEr-XMMl
3.33 V
I色【1 益| |少
I I I I —】
基m 二
图8.脉冲数出电压电路
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。
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
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。
Hl
:打風
vcc 」
L4
nrr
1kHz，经过观察电路
u-i
尸且II耳*二。
|口
图9. 60进制计数器计数仿真电路
1 H =■屋3
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
S*!? = 7*1 Mt：- : » Tt* £T«Lll<m ilt* 74LtHN » llfit g 74L«1«ll3 曲理! T< IHM } KM g 74lt1-K&
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。