基于Multisim10电子数字钟的设计与仿真
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147
10M?|
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7408N
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7400N
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Key = A
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YY Y Y Y YY
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4511BP 5V
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V
01 23 L B L S AA AAV
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N
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MU
A BC D Q QQ Q
100|0
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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。
A B C D O Q Q QQ C
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：5%<
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VI
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62
V§V
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0 1 2 3
电子技术综合设计报告
设计课题： 电子数字钟的设计与仿真
专业班级：电子信息工程学生姓名：指导教师：设计时间：
电子数字钟的设计与仿真
设计者
指导教师
摘要 数字钟能经振荡器、计数器、译码和显示电路准确地将时间“时” “分”“秒”用数字 的方式显示出来， 并且需要校正电路使其准确工作， 还可以有定时和报时功能。 研究数字钟 及扩大其应用，有着非常现实的意义。本文在Multisim基础上设计的数字钟，是由数字集 成电路构成、用数码管显示。
U45A
7400N
图2电子数字钟总原理图
7408N
U48A
U47A
7432N
3.2.1直流稳压电源
串联型直流稳压电源的设计，该系统是由整流、滤波和稳压三部分组成，桥 式整流电路加上电容滤波后，使输出的波形更平滑，稳压部分，一般有四个环节: 调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出 电压Uo变化时，取样电路将输出电压Uo的一部分馈送给比较放大器与基准电压
LV
5V
CC
VCC
5V
AB
QQ
CD QQ
U1
74
2lS161N
A B C D
VC
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ptORK
VCC
74LS161N
VCC
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RST OUT
DIS
THR
TRI
5
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C3
CON
GND
100nF
VCC
3.2工作原理
5V
VCC
3
C1
Hk
LM555CM
VCC
U1
RST OUT
DIS
THR
TRI
CON
GND
1
1.1设计+5V稳压电源；
1.2用LED管显示时、分、秒；
1.3具有校时功能；
1.4具有整点报时功能；
1.5具有闹钟功能；
1.6应用Multisim仿真软件对电路进行关键元器件参数的选择、主要功能特性 的仿真与电路特性分析。
2
该设计主要由以下几部分组成: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⑻。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，
AA A A
57
VDD
5\
U32A
AB C EFG
YY YY Y YY
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U19 4511BP
AB C D E F G YY Y Y Y YY
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J16 74LS
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XI
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N
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D
1胖
767
—T5V
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5V
EFG
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。扩展电路必须在主题电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。主体 思路如图1所示：
图1电子数字钟系统组成框图
3
3.1总原理图
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R43 R39
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J28 4511BP 5V
1 2 3 L BL S
进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整
管的集一射极间电压，补偿Uo的变化，从而维持输出电压不变。
二
图3直流稳压电源关键点电压测量仿真
图5整流滤波后电压的波形和稳压输出电压的波形
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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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电子技术综合设计报告
设计课题： 电子数字钟的设计与仿真
专业班级：电子信息工程学生姓名：指导教师：设计时间：
电子数字钟的设计与仿真
设计者
指导教师
摘要 数字钟能经振荡器、计数器、译码和显示电路准确地将时间“时” “分”“秒”用数字 的方式显示出来， 并且需要校正电路使其准确工作， 还可以有定时和报时功能。 研究数字钟 及扩大其应用，有着非常现实的意义。本文在Multisim基础上设计的数字钟，是由数字集 成电路构成、用数码管显示。
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图2电子数字钟总原理图
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3.2.1直流稳压电源
串联型直流稳压电源的设计，该系统是由整流、滤波和稳压三部分组成，桥 式整流电路加上电容滤波后，使输出的波形更平滑，稳压部分，一般有四个环节: 调整环节、基准电压、比较放大器和取样电路。当电网电压或负载变动引起输出 电压Uo变化时，取样电路将输出电压Uo的一部分馈送给比较放大器与基准电压
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1.1设计+5V稳压电源；
1.2用LED管显示时、分、秒；
1.3具有校时功能；
1.4具有整点报时功能；
1.5具有闹钟功能；
1.6应用Multisim仿真软件对电路进行关键元器件参数的选择、主要功能特性 的仿真与电路特性分析。
2
该设计主要由以下几部分组成: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⑻。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，
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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。扩展电路必须在主题电路正常运行的情况下才能进行功能扩展。主体 思路如图1所示：
图1电子数字钟系统组成框图
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3.1总原理图
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进行比较，产生的误差电压经放大后去控制调整管的基极电流，自动地改变调整
管的集一射极间电压，补偿Uo的变化，从而维持输出电压不变。
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图3直流稳压电源关键点电压测量仿真
图5整流滤波后电压的波形和稳压输出电压的波形