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电子综合开发实践报告设计课题：楼道触摸延时开关专业班级：电信10级（2）班学生学号：**********学生姓名：***设计时间：2013.1.16信息科学与技术学院2013年1月电子综合设计楼道触摸延时开关一、设计任务与要求1、设计一个楼道触摸延时开关，其功能是当人用手触摸开关时，照明灯点亮，并持续一段时间后自动熄灭。
2、开关的延时时间约1分钟左右。
二、方案设计与论证楼道触摸延时开关的主要难点在于如何实现延时以及人用手触摸开关时候的安全性，延时可通过RC电路和继电器实现，延时时间可通过对RC电路的时间常数进行换算。
对此我想出了两种方案来设计。
原理框图如下所示：图2.1 楼道触摸延时开关原理框图方案一题目的要求是触摸延时，我首先想到的是用555定时器进行延时输出，通过把555定时器设定在手动单稳态触发，即把THR和TRI脚连接到RC串联回路之间再接开关实现，则当开关按下时，触发器由稳态进入暂态，输出为高电平，当开关断开时，由于RC回路的存在，C向R放电，经过时间T=1.1*RC后，才再由暂态变成稳态，若在555的输出端接一个常开继电器，则在有高电平输出时继电器闭合，则可导通楼道电灯开关，当延时一段时间后再打开，即电灯熄灭。
在实际设计时发现LM555定时器的VCC电压不能设置正常，即220V市电通过变压整流滤波稳压之后接在555上电路会出错，而单独使用5V电压源则电路运行正常，由于找不出原因而放弃这种连接方法。
方案二通过大量书籍的查阅，我了解到可以用三个三极管完成对延时电路的实现，即一个放大人手微弱漏电流的三极管T1，直接耦合一个若有第一级三极管放大后的电楼道触摸延时开关流就能工作在饱和状态的三极管T2（饱和状态可以通过设置静态工作点来实现），来使集电极处于低电平，再在下一级三极管T3之间加入RC回路，当T1和T2导通则T3工作，C通过T2的集电极充电，当T1和T2没有人手触摸断开时，T3由于C 的放电而继续工作，我们在T3的集电极接一个继电器，则基本实现了电路的功能。
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。
555定时器报警电路
本电路采用两片555定时器并配以适当外围元件组成如上图所示电路，电路中左右两片555电路分别构成两个振荡频率不同的多谐振荡器，因为左边振荡器的充放电时间常数远大于右边振荡器的充放电时间常数，因此左振荡器的振荡周期远大于右振荡器，将左振荡器的输出接到右振荡器的控制电压输入端，利用左振荡器的高、低电平控制右振荡器产生两个不同频率的振荡，从而可推动扬声器产生报警音响效果。
报警电路中左、右两个振荡器输出电压波形如图所示，0为低频振荡，1为高频、变频振荡。
multisim的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解Multisim软件的基本功能和操作流程；2. 学生能掌握使用Multisim进行电路设计与仿真分析的方法；3. 学生能掌握Multisim中各类元器件的属性设置和使用方法；4. 学生能了解Multisim在实际电子工程中的应用场景。
技能目标：1. 学生能够独立操作Multisim软件，完成简单电路的设计与仿真；2. 学生能够分析仿真结果，优化电路设计，提高电路性能；3. 学生能够运用Multisim进行团队协作，共同完成复杂的电路设计与分析任务；4. 学生能够运用Multisim解决实际问题，培养创新意识和实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过Multisim的学习，培养对电子工程领域的兴趣，激发学习热情；2. 学生在团队协作中，培养沟通与协作能力，增强团队意识；3. 学生在解决实际问题的过程中，树立正确的价值观，认识到科技对社会发展的推动作用；4. 学生在课程学习过程中，形成积极探究、勤奋学习、追求卓越的学习态度。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，旨在帮助学生掌握Multisim软件的使用，提高电路设计与分析能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的学习能力和动手实践能力。
教学要求：教师需结合教材内容，采用任务驱动法，引导学生主动参与课堂实践，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
同时，关注学生的个体差异，因材施教，确保课程目标的实现。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要围绕Multisim软件在电子电路设计与仿真中的应用，结合教材以下章节展开：1. Multisim软件概述：介绍Multisim软件的发展历程、主要功能及特点，使学生了解Multisim在现代电子工程中的应用。
2. Multisim基本操作与界面：讲解Multisim软件的安装、启动、界面布局及基本操作方法，为学生后续学习打下基础。
基于Multisim10的智能秒表设计随着经济的发展和人们生活水平的提高，特别是近几年信息技术的发展，智能化的电子产品改变着人类的生活细节。
近年来，智能秒表的运用范围也越来越广，其辅助功能越变得越来越重要，它能够实现0～99 s的自动计时、停止、归零等功能，避免了传统由人来控制秒表时间的不变，大幅减小了计算误差，在各种比赛中具有重要的意义。
智能秒表利用一种全能的电子电路仿真软件，提高产品的设计质量。
1 Multisim10Multisim10是美国国家仪器(NI)有限公司推出的一种全功能电子仿真软件，主要运用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。
这种仿真工具包含电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，仿真分析能力比较强大。
Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，能够使设计师在没有深入的SPICE技术情况下也能够很快地捕获、仿真和分析新的设计，通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
Multisim10能够见硬件设计、调试、仿真集成在软件环境下，采用虚拟器件的电路元件和虚拟的测量仪器，能够实现设计与实验的同步进行，方便修改调试，降低实验成本，提高实验速度，使实验成功的电路能够直接在产品开发中使用，比传统的仿真软件具有较大的优势。
2 智能秒表设计2.1 系统框架智能秒表的设计一般由单片机、按键电路、数码管以及穿行到并行的转换电路构成，其中按键电路设计2个按键K1、K2，K1的主要功能是启停智能秒表，K2的主要功能是自识初始值，而且担负秒表的计时、暂停等功能，案件信息由单片机采集。
数码管构成秒表的显示功能，通过单片机将串行信号发送到74LS164，然后再将串行信号转换成并行信号输送到数码管实施显示，以便实现功能的自动化显示。
智能秒表在进行设计之前首先进行Multisim10仿真实验，根据智能秒表的工作需要，选择合适的器件进行仿真实验。
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
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。
实验9 555定时器应用电路设计学号: 姓名：专业：一、实验目的:1．了解555定时器的工作原理.2．学会分析555电路所构成的几种应用电路工作原理.3．熟悉掌握ＥＤＡ软件工具Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的设计仿真测试应用。
二、实验设备及材料:仿真计算机及软件Multisim。
附：集成电路555管脚排列图三、实验原理：555电路是一种常见的集模拟与数字功能于一体的集成电路。
只要适当配接少量的元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路，其内部原理图如图1所示,其中(1)脚接地，(2)脚触发输入，（3）脚输出，(4)脚复位，（5)脚控制电压,(6)脚阈值输入，（7）脚放电端,（8)脚电源。
图1555集成电路功能如表1所示。
表1：注:1。
（5）脚通过小电容接地。
2。
＊栏对CMOS 555电路略有不同。
图2是555振荡电路，从理论上我们可以得出：振荡周期： C R R T ⋅+=)2(7.021。
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..1 高电平宽度： C R R t W ⋅+=)(7.021 。
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2占空比: q =21212R R R R ++。
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3图3为555单稳触发电路，我们可以得出(3)脚输出高电平宽度为： RC t W 1.1=.。
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..4四、计算机仿真实验内容及步骤、结果：1。
时基振荡发生器：（1). 单击电子仿真软件Multisim基本界面左侧左列真实元件工具条“Mixed”按钮,如图4所示，从弹出的对话框“Family"栏中选“TIMER”，再在“Component”栏中选“LM555CM"，如图5所示,点击对话框右上角“OK" 按钮将555电路调出放置在电子平台上。
Multisim软件使用步骤新建设计电路图属性设置绘制导线仿真放置元件54321Multisim软件窗口界面认识菜单栏标题栏仪表工具栏标准工具栏设计工具箱元件工具栏仿真工具栏主工具栏电路编辑区视图工具栏探针工具栏电子表格视图状态栏鼠标左键双击Multisim软件图标后，弹出软件界面，然后鼠标左键单击“文件”选择子菜单“设计”弹出软件界面，然后鼠标左键单击“文件”选择子菜单“保存”。
弹出窗口，如下图，选择计算机中的位置，本例中路径F:\software\multisim work，然后在下方文件名的位置处输入文件名“555timer1.ms14”后，鼠标左键选择“保存”。
观察设计工具箱位置处，文件名已经变更，如下图，完成文件保存。
鼠标右键单击电路编辑区（中间白色区域），选择弹出菜单中的属性，或者键盘输入“Ctrl+M”。
将电路图属性对话框中“元器件”标签的“印迹管脚名称（F）”左侧的复选按钮选中打“ ”，然后将“网络名称”标签的“全部显示”左侧单选按钮选中，如下图所示，最后“确定”，完成设置。
框系列中选择“LED”，然后在右侧元器件中选择“LED_green”，然后点击“确定”。
在“电路编辑区”合适位置鼠标左键单击，即可放置“LED”，按照此步骤，依次放置6盏LED灯。
然后弹出的“选择一个元器件”对话框，选择“组”中下拉列表，将“Diodes”变更为“Basic”，“系列”内选择“RESISTOR”（电阻），“元器件”内选择“510”，最后鼠标左键“确认”，如下图。
在“电路编辑区”合适位置鼠标左键单击，即可放置“RESISTOR”，按照此步骤，依次放置6个电阻。
然后弹出的“选择一个元器件”对话框，选择“组”中下拉列表，将“Basic”变更为“TTL”，“系列”内选择“74LS”，“元器件”内选择“74LS11N”,N表示“DIP”封装，最后“确认”，如下图。
“确定”后会弹出如下图（红色框）的对话框，A、B、C可以任选，对仿真没有影响。
[键入文字] 0 目录 1背景及意义 .............................................................................................................................1 2 设计原理及设计方案 ............................................................................................................2 2.1设计原理 ..................................................................................................................... 2 2.2设计方案 ..................................................................................................................... 2 3 设计过程 ................................................................................................................................3 3.1基于multisim的设计 ..................................................................................................... 3 3.1.1脉冲发生电路 .......................................................................................................... 3 3.1.2 置数电路 ................................................................................................................. 4 3.1.3计数电路 .................................................................................................................. 5 3.1.4译码显示电路 .......................................................................................................... 6 3.1.5警报电路 .................................................................................................................. 8 3.1.6控制电路 .................................................................................................................. 8 3.2基于VHDL的设计 .......................................................................................................... 9 3.2.1建立工程 .................................................................................................................. 9 3.2.2调试程序 ................................................................................................................ 10 4运行结果及分析 .................................................................................................................. 14 4.1基于multisim的结果及分析 ....................................................................................... 14 4.2基于VHDL的结果分析 ................................................................................................ 15 总结 ......................................................................................................................................... 16 参考文献 ................................................................................................................................. 17 [键入文字]
1 1背景及意义 随着社会文明的进步和科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代跨学科门类和技术领域占有不可或缺的核心地位。在我国现代化得建设的发展进程中，数字电子技术在国民经济和科学研究各个领域的应用也越来越广泛。而计时器恰恰是数字电子技术的一个重要组成部分，在许多的领域中计时器均得到普遍应用，诸如在体育比赛中，定时报警器，游戏中的倒计时器，交通信号灯，红绿灯，行人灯，还可以做时间提醒设备等，由此可见计时器在现代社会是何其重要。 本设计为倒计时计时器，其作用范围在1~99s，具有直接清零，启动，暂停和连续以及具有光电报警功能，同时应用了气短数码管来显示时间。此计时器有了启动，暂停和连续功能，可以方便地实现断点计时功能，当计时器递减到零时，会发出光电报警信号。本设计完成中途计时功能，实现了在许多的特定场合进行实践追踪的功能，在社会生活也具有广泛的价值。 [键入文字]
2 2 设计原理及设计方案
2.1设计原理 我们可以用优先编码器74ls147来完成1~99秒的置数功能，用555时基电路构成的多谐振荡器来产生频率为1HZ的脉冲输出周期为1秒的方波脉冲，将该方波脉冲信号送到计数器74ls192的cp减计数脉冲端，在通过译码器74ls48把输入的8421BCD码经过内部作和电路“翻译”成七段（a,b,c,d,e,f,g）输出，显示十进制数，然后在适当的位置设置开关或控制电路即可实现计数器的清零，启动和暂停\连续，译码显示电路与亮灯及光电报警灯功能。
2.2设计方案 通过初步设计，可以确定该系统应该包括置数电路，秒脉冲发生器，计数器，译码显示电路，时序控制电路，警报电路等6部分构成。其中置数电路，计时器和时序控制电路是该系统的主要部分。置数电路完成置数，计数器的主要功能是完成倒计时功能，而控制电路具有计数器的启动计数，暂停，连续计数等功能。为了满足系统的设计要求，在设计控制电路时，应正确处理各个信号的时序关系。在操作直接清零开关时，计时器清零，显示器显示零。当启动开关置1时，控制电路应封锁时钟信号cp，通过置数器置数，计数器完成置数功能，显示器显示所置的数。当启动开关置0时，计数器开始计数。当暂停，连续计数开关拨在暂停位置上，计数器停止计数，处于保持状态；当暂停，连续计数开关拨在连续计数的位置上，计数器继续递减计数。当计数器递减计数到0的时，封锁时钟信号cp,使计数器处于保持状态。 系统设计框图如图2.1所示。
图2.1 置数电路 计数器 译码显示
报警电路 秒脉冲发生器 控制电路 [键入文字] 3 3 设计过程
3.1基于multisim的设计 3.1.1脉冲发生电路 用555集成电路组成多谐振荡电路为系统提供时钟秒脉冲，555定时器应用为多谐振荡电路时，当电源接头vcc通过电阻R1,R2向电容C充电，其上电压按指数规律上升，当u上升到2/3 Vcc，会使比较器C1输出翻转，输出电压为零，同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容电压下降到1/3Vcc，比较器C2工作输出高电平，C放电终止，Vcc通过R1，R2又开始充电；周而复始，形成振荡。则其周期与放电时间有关，也就是与外接元件有关，不受电压电源变化影响。 公式计算： T1=（R1+R2）C ln 2； T2=R2Cln2; 振荡周期：T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C=1（s） 若取C=10uF,结合实际选取电阻为600Ω，200Ω。
图3.1 内部管脚图 图3.2N555多谐振荡电路图 VCC5V
U8
LM555CMGND1
DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2
R28200Ω
C110uFC210nF
R29600Ω
