《電子技術應用》
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Multisim 9的數字電子鐘設計
摘要: 數字電子鐘是用數字集成電路構成并有數字顯示特點的一種現(xiàn)代計數器,與傳統(tǒng)的機械計時器相比,,它具有走時準,、顯示直觀、無機械磨損等,,因而廣泛應用于車站,、碼頭、商店等公共場所,。目前,,數字電子鐘的設計,主要是采用計數器等集成電路構成,,由于所用集成電路多,。連線雜亂,不便閱讀,。本文采用層次電路設計,,將各單元電路設計成層次電路,這樣每個單元電路和整體電路連線一目了然,,既美觀也便于閱讀,,還有利于團隊設計,因每一層次電路為一獨立電路,,便于獨立設計和修改,。
關鍵詞: Multisim 數字電子鐘
Abstract:
Key words :

數字電子鐘是用數字集成電路構成并有數字顯示特點的一種現(xiàn)代計數器,與傳統(tǒng)的機械計時器相比,,它具有走時準,、顯示直觀,、無機械磨損等,因而廣泛應用于車站,、碼頭,、商店等公共場所。目前,,數字電子鐘的設計,,主要是采用計數器等集成電路構成,,由于所用集成電路多,。連線雜亂,不便閱讀,。本文采用層次電路設計,,將各單元電路設計成層次電路,這樣每個單元電路和整體電路連線一目了然,,既美觀也便于閱讀,,還有利于團隊設計,因每一層次電路為一獨立電路,,便于獨立設計和修改,。

1 設計任務
    (1)電子鐘能顯示“時”、“分”,、“秒”,;
    (2)能夠實現(xiàn)對“時”、“分”,、“秒”的校時,。

2 整機框圖
   
數字電子鐘主要由秒信號發(fā)生器、“時,、分,、秒”計數器、譯碼顯示器,、校時電路等組成,。秒信號發(fā)生器主要由石英晶體振蕩器或555振蕩器分頻后得到;秒,、分都是60進制,,故由60進制計數器構成;時為24進制,,即由24進制計數器構成,;顯示部分由譯碼和數碼顯示構成;校時電路由門電路和開關等構成,。整機框圖如圖1所示,。

3 各部分電路設計
3.1 秒,、分、時計數器
   
秒,、分計數采用60進制計數器,,時采用24進制計數器。它們都是8個BCD碼輸出,,1個進位輸出,,1個時鐘脈沖輸入。在設計層次電路時,,皆可設計為1個輸入端,,9個輸出端。在Multisim仿真軟件中,,執(zhí)行Place/New Hierachical Block命令,,在fiIe name of Hierachical Block中填入你要設計的電路名稱,如“60進制計數器”等,,再根據需要在輸入,、輸出端口數中填寫所需數字,點“OK”后,,即得如圖2所示電路層次模塊,。雙擊它,得到圖3所示窗口,,點Edit HB/SC對其內電路進行設計,。若要進行修改,同樣采用以上步驟,。

    由此,,采用4518十進制計數器,設計了60進制和24進制的計數器,,計數器的內部電路分別如圖4,、圖5所示。
3.2 校準電路
    同樣的方法,,設計校準電路的層次電路時,,設計為6個輸入口、3個輸出口,,其內部電路如圖6所示,。為便于使用,將校準開關外接,。
   
校時電路工作過程如圖7所示,,正常工作情況下,J3斷開,J1,,J2閉合,,秒脈沖進入計數器。當需要對秒進行校正時,,閉合和斷開J3,,直到需要的數字為止;需要對分校正時,,J3處于閉合的情況下,,斷開J2,秒脈沖進入到分計時,,則分計數器快速計數,,直到顯示的時間為需要的數字為止,再閉合J2,;同理,,可以對時進行校正,。

4 整機電路安裝調試
    在Multisim中,,執(zhí)行Place/Hierachical Block命令,找到已存儲的層次塊,,點打開即可出現(xiàn)在電路模扳中,,再在元件庫中找出信號發(fā)生器和數碼顯示器。本例中采用現(xiàn)成的信號發(fā)生器,,可以將信號頻率設置為較高頻率,,以便快速調節(jié)。數碼顯示器直接采用16位數碼顯示管,,因本例中不會出現(xiàn)大于9的數碼,,即使初始可能出現(xiàn),可以通過校時電路快速調節(jié)為所需數字,。
   
為使各電路接線后能順利工作,,對各層次塊可以先分別測試其功能。將信號發(fā)生器分別接入60進制和24進制計數器層次塊,,其輸出接數碼管或示波器看其是否能完成其功能,。對其校準電路,只有當整機電路接好后,,按校準電路所說工作方式,,看是否能起到時、分,、秒的校準,。本例中各模塊皆能完成其功能,接好整機電路后,,能完成所需功能,,故本例數字電子鐘滿足設計任務,。
5 結語
   
采用層次電路設計方法,對數字電子鐘進行了設計,,較好地完成了該電路的設計任務,。整機電路連線美觀,各部分電路功能明確,,便于理解整體電路的構成,、工作原理等。在數字電路及其他更多的課程中都涉及到較復雜的電路設計,,若是采用層次電路設計方法,,既便于對電路的理解,也便于團隊協(xié)作,,共同完成設計任務,,故而層次電路設計方法將會廣泛地應用在大型復雜電,路系統(tǒng)的設計中,。
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