Multisim 9的数字电子钟设计

数字时钟仿真设计山东大学(威海)机电与信息工程学院09级通信工程姓名：XXX学号:XXXXXXXXX目录目录 (1)序言 (2)设计思路 (2)设计原理 (2)一、秒脉冲产生电路 (2)二、计数器电路 (3)1. 六十进制计数电路 (3)2. 二十四/十二进制计数电路 (3)三、校时、校分电路 (4)四、报时电路 (5)五、总电路 (6)实现的功能 (6)感想 (6)参考文献： (7)序言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、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。

设计思路数字时钟由振荡器、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。

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”采用二十四或十二进制计时器，可实现对一天24小时或12小时的累计。

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.原理框图设计原理根据仿真电路的设计要求，该电路应满足一下功能：1.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，应该是每个整点完成相应点数的报时。

以及闹钟功能。

一、秒脉冲产生电路秒脉冲产生电路在此例中的主要功能有两个：一是产生标准脉冲信号，二是可提供整点报时所需要的频率信号。

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。

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/f2.2 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。

实验名称 : 简易数字钟设计系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期： 2013 年 11 月实验报告完成日期： 2013 年 12 月指导老师意见：摘要：本数字钟实现了基本时间显示（包括分钟、小时、星期）、时间调整、闹钟以及精度为的秒表。

用于显示的数码管可实现时间、闹钟、秒表显示。

下面从外部到内部对时钟各模块说明并在最后介绍按键使用。

一、使用说明：（一）下表是操作步骤说明（从左到右逐级选择）：（二）说明各按键的作用：1、SWITCH1：为显示切换也可以说是功能切换，因为这两者是同时进行的，当切到显示闹钟时，你可以调整闹钟。

2、SWITCH2:次级切换按键，比如当切到闹钟时，你可以通过波动它而选择要调小时还是分钟；3、INC：由于它大部分时间是在发生脉冲使当前对象的值增一的效果，故命名为INC。

但在基本时间功能处还有清零功能，在秒表功能处有开始/暂停的功能。

4、CLR:在基本时间时是所有清零的功能，在秒表功能时是秒表清零功能。

二、各模块说明。

最外层为：○1 clock_base（基本时间计数）；○2 ALARM&&SCREEN(闹钟判断、秒表功能和闹钟、秒表、时间显示切换)；○3SET_NUM(设置闹钟)；○4FUNCTION_CH（按键翻译）附注：显示秒的数码管可去除。

信号源为10Hz的时钟信号。

秒表时，小时数码管为秒，分钟左一数码管为秒。

(一)clock_base：本模块实现秒、分、时、星期计数。

由一片七进制计数器、一片24进制计数器、两片60进制计数器以及一片10进制计数器74160N构成（因为只允许用一个时钟信号源，为满足秒表需要故用之）。

七进制、24进制、60进制计数器最后说明。

(二)ALARM&&SCREEN本模块实现功能：1、通过当前时间与设定的时间相比较实现闹钟功能并附有闹钟使能；2、用一片10进制计数器和一片60进制计数器实现秒表功能并附有开始/暂停和重置功能；3、用若干三或非门、非门、若干与门实现闹钟、秒表、时间显示切换。

数字电子技术课程设计学院：信息工程学院班级：电气二班姓名：刘君宇张迪王应博数字时钟的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?基础调研?应用设计、逻辑设计、电路设计?用Multisim软件验证电路设计?分析电路功能是否符合预期，进行必要的调试修改?撰写Project报告，提交Multisim?24???????显示精通过对软件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，计数器的接线比较困难，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。

数字电子技术基础感想（分工：完成24小时计时功能）本学期我们学习了数字电子技术基础这门课程，通过一学期的学习，我学习到了cmos门电路，ttl门电路，编码器，译码器，触发器和时序电路等数电专业的知识。

上学期接触过模拟电路的知识，在学习数电后，感受到了两门课很多相同又不同的地方。

老师在学期末给我们布置了一个作业，设计数字电路实现时钟功能的作业。

这次作业结合了大部分本学期所学习的知识，综合性极强。

我们在设计中应用了自动校时，并实现了闹钟的功能。

在扩展功能里，我们的时钟可以显示星期，可以整点报时，闹钟功能实现了彩铃响铃。

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。

Multisim实习报告数字时钟设计学院专业班级姓名学号年月一、实验目的：1、学习一个EDA电子辅助设计软件－MultiSim2、学习MultiSim的基本操作3、熟悉MultiSim元器件库，如果是库中没有的元器件如何进行模型的添加4、功能设计模块化二、实验内容：利用MultiSim设计出一个数字式电子表电路：功能划分：–时间功能：显示、调整–日期和星期功能：显示、调整–跑表功能：起动、停止、复位要求：–各模块要能单独调试，各自保存一个文件–在总图中各功能模块用子电路进行封装–功能按钮要复用，最多3个操作按钮三、实验设备：1、PC机一台2、MultiSim开发软件四、总体设计思路：数字式电子表电路总体可看成由年、月、日、星期、时、分、秒七大模块组成，每个子模块分别有显示部分和计数进位两大部分，可先分别设计这七大模块，之后再进行电路拼接、封装，并总体实现清零、停止、启动、调整功能。

其中我主要用到的元器件有74LS160同步十进制计数器芯片，主要用来实现计数及进位的功能，以及LED数码管，主要用来实现显示功能。

总体的清零、启动功能则通过高、低电平选择性接到CLR端来进行实现。

停止功能由高、低电平选择性接到ENP使能端来进行实现。

在实现调整功能上，我使用了一个74LS153数据选择器，通过选择年、月、日来进行单步调节。

五、各功能模块的设计：1、子模块秒的设计：秒模块可从0—59计数，即一个60进制带显示功能的计数器，所以在设计此模块时我使用了两个74LS160十进制计数器及两个LED显示元器件。

其中74LS160中的QA,QB,QC,QD端口分别接到LED元器件的1,2,3,4端口中，用来实现计数器的显示功能，将一个方波脉冲接到低位74LS160计数器的CLK端，当方波周期为1S时，可实现秒表的计时功能。

低位的计数器的进位端RCO接到高位计数器的CLK端，表示当进行进位时，高位计数器计数，又注意到CLK端为低电平触发，所以在电路中加了个非门，使RCO 进位端的高电平转换为低电平，这样就将两个计数器连接起来了。

基于Multisim的数字时钟设计1 引言时间对于人们来说总是那么的宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人们忘记当前的时间。

于是，20世纪末，,电子技术有了飞快地发展，不仅在通信技术上用数字信号替代模拟信号，数字时钟相比模拟钟能给人一种一目了然的感觉，它不仅可以同时显示时、分和秒。

数字时钟具有走时精确，方便简单等优点。

对于Multisim软件进行数字时钟的设计和仿真。

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。

Multisim10.0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。

2 设计思路1).由秒时钟信号发生器、计时电路构成电路。

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。

3 主要内容熟悉Multisim10.0仿真软件的应用；设计一个数字时钟，能独立完成整个系统的设计；用Multisim10.0仿真实现数字时钟的功能。

4 数字时钟模块设计数字时钟电路主要由时、分、秒三部分组成，秒时钟电路主要由秒脉冲信号发生器、计数器、译码器、数码管组成，秒计数周期60s。

同样分时钟电路由计数器、译码器、数码管组成，计数周期为60min，与秒时钟电路不同的是脉冲信号由秒时钟电路提供。

时时钟电路采用同样的设计，计数周期为24h。

4.1 数字时钟秒脉冲信号的设计振荡器可由晶振组成，也可以由555与RC组成的多谐振荡器组合而成。

基于Multisim的数字时钟的设计及仿真摘要随着电子设计自动化(EDA)技术的发展，开创了利用“虚拟仪器”、“虚拟器件”在计算机上进行电子电路设计和实验的新方法。

Multisim就是一种能够运用这种新方法的软件，因它直观、便捷的特点使其在电子设计中具有广泛的应用。

可以在Multisim软件中进行模拟仿真，避免了实际操作的繁杂和不便，同时节约了实验器材，有助于边学边用，从而学以致用。

而数字时钟具有走时精确、校时方便、设计和使用简单的特点，能实现定时和报时功能，得到了广泛使用。

通过这个数字时钟的仿真，帮助认识其软件作用，深入分析其原理，帮助了解数字时钟工作原理。

对于Multisim软件进行数字时钟的设计和仿真。

我们首先在Multisim软件中创建好数字时钟的总电路图。

然后用该软件中的仿真功能进行仿真。

正确仿真的数字时钟应具有“秒”、“分”、“时”的十进制数字显示，能够随时校正分钟和小时，当时钟到整点时能够进行整点报时，还能够进行定时设置。

关键词：EDA，Multisim，模拟仿真，数字时钟Simulation Discussion of Digital Clock Based on MultisimAuthor: Huang ShengTutor: Si Xiao--pingAbstractAlong with the development of Electronic Design Automation(EDA)，a new way of the electronic circuit design and experiments is created by using virtual instruments and components on computers．Multisim is a software to be able to use this way, because of its intuitive and convenient features of its electronic design with a wide range of applications. Multisim software can be carried out in the simulation, the actual operation to avoid the inconvenience of the complicated and, at the same time to save the experimental equipment, help to learn, and thus apply what they have learned. And go figure, when the clock has precision, school and convenient design and easy to use features, to achieve timing and time functions, have been widely used. Through this figure the simulation clock to help recognize the role of its software, in-depth analysis of its principles, to help understand the working principle of the digital clock.For design and simulation with Multisim software in the digital clock. We first created Multisim software digital clock circuit diagram of the total. And then use the software's simulation features in the simulation. Correct simulation of the digital clock should have "seconds", "sub", "when" the decimal figures, can be corrected at any time minutes and hours, when the bell when the whole point to carry out the whole time, but also can be set from time to time.Key word: EDA，Multisim，Simulation，Digital Clock目录1绪论 (1)1.1 课题背景及目的 (1)1.2 国内外研究状况 (2)1.3 论文的构成及研究内容 (2)2设计方案 (4)3 Multisim 10软件介绍 (6)3.1 Multisim 10软件简介 (6)3.2 Multisim 10软件功能 (6)3.3 Multisim 10软件发展 (6)3.4 Multisim 10软件分析工具 (7)3.5 Multisim 10仿真的基本步骤 (7)3.6 Multisim 10意义 (8)4数字时钟设计及仿真分析 (9)4.1 数字时钟设计概况 (9)4.2 数字时钟设计 (9)4.2.1 小时计时电路 (9)4.2.2 分钟计时电路 (11)4.2.3 校时选择电路 (12)4.2.4 整点译码电路 (13)4.2.5 定时比较电路 (14)4.2.6 脉冲产生和分频电路 (15)4.2.7 整点报时电路 (16)4.3 总体电路设计和仿真分析 (17)4.3.1 总体电路设计 (17)4.3.2 仿真分析 (17)结论 (19)致谢 (20)参考文献 (21)1绪论1.1课题背景及目的EDA就是（Electronic Design Automation，电子设计自动化）的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。

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。