數(shù)字鐘設(shè)計(jì)報(bào)告 multisim 附圖

《數(shù)字鐘設(shè)計(jì)報(bào)告 multisim 附圖》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、一、設(shè)計(jì)目的1、了解并掌握電子電路的一般設(shè)計(jì)方法，具備初步的獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。2、通過(guò)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則；進(jìn)一步掌握電子儀器的正確使用方法。3、學(xué)會(huì)使用EDA軟件Multisim對(duì)電子電路進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)，并利用該軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電子電路進(jìn)行仿真測(cè)試。4、通過(guò)對(duì)自己所設(shè)計(jì)的電子電路進(jìn)行實(shí)際組裝、測(cè)試，初步掌握普通電子電路的安裝、布線、調(diào)試等基本技能，5、提高綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力，學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容、要求及設(shè)計(jì)方案1、任務(wù)利用m

2、ultisim仿真軟件和電子元器件設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字鐘。2、基本要求1）準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，以數(shù)字形式顯示時(shí)、分和秒的時(shí)間。2）如真實(shí)時(shí)鐘，小時(shí)的計(jì)時(shí)要求為“12翻1”，分和秒的時(shí)間要求為60進(jìn)制。3）自由校正時(shí)間。3、擴(kuò)展功能1）定時(shí)鬧鐘功能。2）仿廣播電臺(tái)正點(diǎn)報(bào)時(shí)。4、總體方案數(shù)字鐘電路的組成方框圖如下圖1所示，其主體電路的工作原理如下：由555定時(shí)器產(chǎn)生1kHz的脈沖信號(hào)，經(jīng)由74LS90構(gòu)成的三級(jí)分頻器后，輸出1Hz的單位脈沖，為由74LS90和74LS92構(gòu)成的60進(jìn)制秒計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘，秒計(jì)數(shù)器十位再向74LS90和74LS92構(gòu)成的60進(jìn)制分鐘計(jì)數(shù)器提供時(shí)

3、鐘脈沖，其高位再向由74LS191和74LS74構(gòu)成的12進(jìn)制小時(shí)計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘脈沖。秒、分和時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出分別接到各自的譯碼器的輸入端，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。圖1多功能數(shù)字鐘系統(tǒng)框圖5、可選元器件與非門：74LS004片；計(jì)數(shù)器：74LS905片、74LS922片、74LS1912片；譯碼器：74LS476片；數(shù)碼管4只；555定時(shí)器：NE5552片；發(fā)光二極管4只；觸發(fā)器：74LS742片；邏輯門：74LS03(OC)2片、74LS042片、74LS202片。一、自己所負(fù)責(zé)的單元電路設(shè)計(jì)在最初的小組分工中，本人主要負(fù)責(zé)整個(gè)電子電路第一步的振蕩器與分頻器的設(shè)計(jì)工

4、作。（一）單元實(shí)現(xiàn)的功能振蕩器的功能為提供一個(gè)頻率為1000Hz的穩(wěn)定脈沖分頻器的功能為將振蕩器輸出的1000Hz的脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)?Hz的單位脈沖，以便下一步的秒計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)工作。（二）電路形式、元器件的選擇數(shù)字鐘是常用的電子電路，在查閱了相關(guān)的書籍資料后，本人了解到，實(shí)際的精確電路中，振蕩器主要由石英晶體與電容元件構(gòu)成，這是利用了石英晶體的天然振蕩的穩(wěn)定性，可以讓時(shí)鐘運(yùn)行的更為精確?？紤]到實(shí)驗(yàn)室提供的電子元件條件限制，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，本人選用555定時(shí)器與電阻構(gòu)成多諧振蕩器，提供與石英振蕩器相似的1kHz脈沖，電路如下圖所示。接通電路后，電容被充電，當(dāng)上升到時(shí)

5、，使輸出為低電平，同時(shí)NE555芯片中的放電三極管導(dǎo)通，此時(shí)電容通過(guò)和三極管放電，下降。當(dāng)下降到時(shí)，輸出信號(hào)翻轉(zhuǎn)為高電平。電容所需的放電時(shí)間為當(dāng)放電結(jié)束時(shí)，三極管截止，將通過(guò)、、向電容器充電，由上升到所需的時(shí)間為：當(dāng)上升到時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平，如此周而復(fù)始，從而在電路的輸出端就可得到一個(gè)周期性的矩形板，其振蕩頻率為。如電路中所示，為一可調(diào)電阻，故在實(shí)際電路或仿真中，可通過(guò)調(diào)節(jié)該電阻以達(dá)到輸出1kHz頻率脈沖的目的。分頻器一般都是由計(jì)數(shù)芯片組合而成，在本電子電路中，由于需要將1000Hz頻率的脈沖轉(zhuǎn)變?yōu)?Hz，進(jìn)行1000倍的分頻，故本人選擇用三塊74LS9

6、0芯片組合進(jìn)行三次10倍次的分頻，從而達(dá)到目的。具體電路如下所示：74LS90電路為一“二進(jìn)制-十進(jìn)制計(jì)數(shù)器”，如上圖中，由INA中輸入的信號(hào)在QA中輸出結(jié)果，進(jìn)行二進(jìn)制計(jì)數(shù)；由INB中輸入的信號(hào)，在QB、QC、QD中進(jìn)行五進(jìn)制計(jì)數(shù)。本電路將QA輸出的信號(hào)接入INB中，隨著脈沖信號(hào)在INA輸入端輸入，輸出的QD、QC、QB、QA分別顯示為0000?0001?0010?0011?0100?0101?0110?0111?1000?1001?0000，如此循環(huán)往復(fù)。如只看其QD一輸出端的輸出情況則為：0?1?0如此往復(fù)?？梢?，在輸入端INA輸入10個(gè)脈沖后，QD輸

7、出端上只輸出了一個(gè)脈沖，實(shí)現(xiàn)了10倍的分頻。本電路中三塊74LS90芯片組合將上一塊芯片輸出的QD信號(hào)接入下一芯片的INA輸入端，經(jīng)過(guò)三次10倍分頻之后，由振蕩器輸出的1kHz的脈沖信號(hào)即可轉(zhuǎn)變?yōu)?Hz的單位脈沖。（一）Multisim的仿真測(cè)試對(duì)上述的單元電路進(jìn)行仿真測(cè)試，將示波器接在振蕩器輸出端，經(jīng)調(diào)節(jié)可得如下波形：由波形可以看出，通過(guò)調(diào)節(jié)1、2兩個(gè)標(biāo)桿移動(dòng)可以測(cè)出此時(shí)的脈沖周期約為1.004ms，由于在仿真軟件中滑動(dòng)變阻器的調(diào)節(jié)只能以最小為1%大小進(jìn)行，故很難調(diào)節(jié)到整好1ms，在實(shí)際的電路中則可以無(wú)限接近這一標(biāo)準(zhǔn)。脈沖的占空比則由、、三個(gè)電阻的大小比例

8、決定。單獨(dú)測(cè)試分頻器的功能，輸入1kHz的脈沖觀察其