標(biāo)題: Multisim仿真數(shù)字電子鐘(純數(shù)字電路) [打印本頁]
作者: 柳柳愛喝茶 時(shí)間: 2020-5-7 17:34
標(biāo)題: Multisim仿真數(shù)字電子鐘(純數(shù)字電路)
數(shù)字鐘是用數(shù)字集成電路構(gòu)成，用數(shù)碼管顯示的一種現(xiàn)代化計(jì)數(shù)器。它一般由振蕩器、分頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示器、矯時(shí)電路等部分組成，這些都是數(shù)字電路中應(yīng)用最廣的基本電路。振蕩器和分頻器構(gòu)成組成標(biāo)準(zhǔn)秒信號(hào)發(fā)生器，不同進(jìn)制的計(jì)數(shù)器、譯碼器和顯示器組成計(jì)時(shí)系統(tǒng)，通過校時(shí)校時(shí)校分電路實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)、分的校準(zhǔn)。數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。通常使用石英晶體振蕩器電路構(gòu)成數(shù)字鐘。
1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求
1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求①可以顯示時(shí)、分、秒。
②具有校時(shí)功能，可以分別對(duì)時(shí)及分進(jìn)行單獨(dú)校時(shí)，使其校正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。
③計(jì)時(shí)過程具有報(bào)時(shí)功能，當(dāng)時(shí)間到達(dá)整點(diǎn)前10秒進(jìn)行蜂鳴報(bào)時(shí)。
④鬧鐘功能：可按設(shè)定的時(shí)間報(bào)時(shí)。
2系統(tǒng)原理及系統(tǒng)框圖
2.1數(shù)字鐘的構(gòu)成⑴信號(hào)發(fā)生器
由函數(shù)信號(hào)發(fā)生器給數(shù)字鐘提供一個(gè)頻率2Hz 的信號(hào)，再進(jìn)行分頻處理可保證數(shù)字鐘的走時(shí)準(zhǔn)確及穩(wěn)定。
⑵時(shí)間計(jì)數(shù)器電路
時(shí)間計(jì)數(shù)電路由秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器及時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器電路構(gòu)成。其中秒個(gè)位和秒十位計(jì)數(shù)器、分個(gè)位和分十位計(jì)數(shù)器為60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。而根據(jù)設(shè)計(jì)要求，時(shí)個(gè)位和時(shí)十位計(jì)數(shù)器為24進(jìn)制計(jì)數(shù)器。
⑶譯碼驅(qū)動(dòng)電路
譯碼驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)數(shù)器輸出的8421BCD碼轉(zhuǎn)換為數(shù)碼管需要的邏輯狀態(tài)，并且為保證數(shù)碼管正常工作提供足夠的工作電流。
⑷數(shù)碼管
數(shù)碼管通常有發(fā)光二極管（LED）數(shù)碼管和液晶（LCD）數(shù)碼管。本設(shè)計(jì)提供的為L(zhǎng)ED數(shù)碼管。
2.2工作原理⑴函數(shù)信號(hào)發(fā)生器
產(chǎn)生矩形脈沖波作為時(shí)鐘信號(hào)，因?yàn)槭菙?shù)字鐘，所以應(yīng)選擇的頻率為1HZ,但為校時(shí)高赫茲信號(hào)，特改為2HZ。方便校時(shí)并使用分頻器進(jìn)行分頻修改部分電路實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)走時(shí)相同。
⑵時(shí)間計(jì)數(shù)單元
六片74LS390芯片構(gòu)成計(jì)數(shù)電路,按時(shí)間進(jìn)制從右到左構(gòu)成從低位向高位的進(jìn)位電路,并通過譯碼顯示。在六位LED 七段顯示上顯示對(duì)應(yīng)的數(shù)值。
⑶校時(shí)電源電路
當(dāng)重新接通電源或走時(shí)出現(xiàn)誤差時(shí)都需要對(duì)時(shí)間進(jìn)行校正。通常,校正時(shí)間的方法是:首先截?cái)嗾５挠?jì)數(shù)通路,然后再進(jìn)行人工出觸發(fā)計(jì)數(shù)或?qū)㈩l率較高的方波信號(hào)加到需要校正的計(jì)數(shù)單元的輸入端,校正好后,再轉(zhuǎn)入正常計(jì)時(shí)狀態(tài)即可。
根據(jù)要求,數(shù)字鐘應(yīng)具有分校正和時(shí)校正功能。因此,應(yīng)截?cái)喾謧�(gè)位和時(shí)個(gè)位的直接計(jì)數(shù)通路,并采用正常計(jì)時(shí)信號(hào)與校正信號(hào)可以隨時(shí)切換的電路接入其中。
2.3系統(tǒng)框圖
圖2-1系統(tǒng)框圖
表3-1 電路配件
圖3-2整體電路圖
（1）74LS74
74LS74是一個(gè)D觸發(fā)器，觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，即"0"和"1"，在一定的外界信號(hào)作用下，可以從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)。分頻用同一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)通過一定的電路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。而二分頻就是通過有分頻作用的電路結(jié)構(gòu)，在時(shí)鐘每觸發(fā)2個(gè)周期時(shí)，電路輸出1個(gè)周期信號(hào)。
（2）74LS390
74ls390是LSTTL型雙四位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。A和B觸發(fā)器都有獨(dú)立的時(shí)鐘，可以構(gòu)成兩個(gè)2分頻和兩個(gè)5分頻計(jì)數(shù)器每個(gè)計(jì)數(shù)器都有直接清除有效提高系統(tǒng)密度緩沖輸出減小集電極轉(zhuǎn)換的可能性。這種雙單片電路有八個(gè)主從觸發(fā)器和附加門，以構(gòu)成兩個(gè)獨(dú)立的4位計(jì)數(shù)器，可以實(shí)現(xiàn)等于2分頻、5分頻乃至100分頻的任何累加倍數(shù)的周期長(zhǎng)度。當(dāng)連成二—五進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，可以用獨(dú)立的2分頻電路在最后輸出級(jí)形成對(duì)稱波形（矩形波）。每個(gè)計(jì)數(shù)器又有一個(gè)清除輸入和一個(gè)時(shí)鐘輸入。由于每個(gè)計(jì)數(shù)級(jí)都有并行輸出，所以系統(tǒng)定時(shí)信號(hào)可以獲得輸入計(jì)數(shù)頻率的任何因子。
（3）CD4511
CD4511 是一片 CMOS BCD—鎖存/7 段譯碼/驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼-七段碼譯碼器。具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動(dòng)功能的CMOS電路能提供較大的拉電流。可直接驅(qū)動(dòng)共陰LED數(shù)碼管。其中a b c d 為 BCD 碼輸入，a為最低位。LT為燈測(cè)試端，加高電平時(shí)，顯示器正常顯示，加低電平時(shí)，顯示器一直顯示數(shù)碼“8”，各筆段都被點(diǎn)亮，以檢查顯示器是否有故障。BI為消隱功能端，低電平時(shí)使所有筆段均消隱，正常顯示時(shí)， B1端應(yīng)加高電平。另外 CD4511有拒絕偽碼的特點(diǎn)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)越過十進(jìn)制數(shù)9(1001)時(shí)，顯示字形也自行消隱。LE是鎖存控制端，高電平時(shí)鎖存，低電平時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。a～g是 7 段輸出，可驅(qū)動(dòng)共陰LED數(shù)碼管。所謂共陰 LED 數(shù)碼管是指 7 段 LED 的陰極是連在一起的，在應(yīng)用中應(yīng)接地。
（4）撥碼開關(guān)
撥碼開關(guān)（也叫DIP開關(guān)，撥動(dòng)開關(guān)，超頻開關(guān)，地址開關(guān)，撥拉開關(guān)，數(shù)碼開關(guān)，指撥開關(guān)）是一款用來操作控制的地址開關(guān)，采用的是0/1的二進(jìn)制編碼原理。每一個(gè)鍵對(duì)應(yīng)的背面上下各有兩個(gè)引腳，撥至ON一側(cè)，這下面兩個(gè)引腳接通；反之則斷開。這四個(gè)鍵是獨(dú)立的，相互沒有關(guān)聯(lián)。此類元件多用于二進(jìn)制編碼。
（5）數(shù)碼管
數(shù)碼管，也稱作輝光管，是一種可以顯示數(shù)字和其他信息的電子設(shè)備。玻璃管中包括一個(gè)金屬絲網(wǎng)制成的陽極和多個(gè)陰極。大部分?jǐn)?shù)碼管陰極的形狀為數(shù)字。管中充以低壓氣體，通常大部分為氖加上一些汞和/或氬。給某一個(gè)陰極充電，數(shù)碼管就會(huì)發(fā)出顏色光，視乎管內(nèi)的氣體而定，一般都是橙色或綠色。led數(shù)碼管（LED Segment Displays）是由多個(gè)發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個(gè)筆劃，公共電極。led數(shù)碼管常用段數(shù)一般為7段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于3位“+1”型。位數(shù)有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led數(shù)碼管根據(jù)LED的接法不同分為共陰和共陽兩類。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。
3.2工作原理函數(shù)信號(hào)發(fā)生器發(fā)出2HZ信號(hào)經(jīng)過74LS74構(gòu)成的分頻器電路提供1HZ信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過門電路與74LS390構(gòu)成的計(jì)數(shù)器電路產(chǎn)生8421BCD碼再經(jīng)過譯碼器交由數(shù)碼管顯示。校時(shí)電路則采用2HZ信號(hào)通過74LS00與74LS51與非門將信號(hào)傳入74LS390控制端實(shí)現(xiàn)快速校時(shí)。鬧鐘電路則通過撥碼開關(guān)與門電路將定時(shí)時(shí)間傳入計(jì)數(shù)器中并通過產(chǎn)生一分鐘高電平驅(qū)動(dòng)二極管發(fā)光。將計(jì)數(shù)器產(chǎn)生5、9、5信號(hào)與門電路結(jié)合驅(qū)動(dòng)控制三極管開關(guān)從而實(shí)現(xiàn)蜂鳴器報(bào)時(shí)。
4 單元電路設(shè)計(jì)
4.1時(shí)鐘電路
數(shù)字鐘實(shí)際上是一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)頻率（1HZ）進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)電路。由于計(jì)數(shù)的起始時(shí)間不可能與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（如北京時(shí)間）一致，故需要在電路上加一個(gè)校時(shí)電路，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)的1HZ時(shí)間信號(hào)必須做到準(zhǔn)確穩(wěn)定。利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生2Hz的時(shí)鐘信號(hào)，再利用74LS47構(gòu)成分頻電路分頻，產(chǎn)生1Hz的時(shí)鐘信號(hào)供給系統(tǒng)使用，如圖4-1。
4.2報(bào)時(shí)電路
報(bào)時(shí)電路設(shè)計(jì)如圖4-2，原理說明：利用蜂鳴器、與非門及開關(guān)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)“分”計(jì)數(shù)電路為59時(shí)，四與門會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高平進(jìn)位信號(hào)，當(dāng)秒計(jì)數(shù)電路十位為5時(shí)經(jīng)過二與門輸出高電平，兩路信號(hào)再經(jīng)過與門為高電平，再經(jīng)過非門變?yōu)楦唠娖剑雮�(gè)位輸出為0到9時(shí)信號(hào)上路高電平經(jīng)過三與門成為高電平，從而使蜂鳴器發(fā)出響聲。
圖4-2報(bào)時(shí)電路
4.3計(jì)數(shù)器電路與鬧鐘時(shí)間計(jì)數(shù)電路由六個(gè)計(jì)數(shù)器組成，他們分別是：“秒”個(gè)位、“秒”十位計(jì)數(shù)器、“分”個(gè)位、“分”十位計(jì)數(shù)器及“時(shí)”個(gè)位、“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器電路。其中 “秒”個(gè)位、“分”個(gè)位和“時(shí)”個(gè)位計(jì)數(shù)器采用的是10進(jìn)制計(jì)數(shù)器、“秒”十位和“分”十位計(jì)數(shù)器為6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器可以采用3進(jìn)制計(jì)數(shù)器。這樣六個(gè)計(jì)數(shù)器就安排好了。在時(shí)個(gè)位計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)時(shí)，當(dāng)時(shí)十位計(jì)數(shù)器為2時(shí)，個(gè)位計(jì)數(shù)器為4進(jìn)制計(jì)數(shù)器。（即時(shí)鐘為23后，下一個(gè)狀態(tài)為00）“秒”計(jì)數(shù)電路和“分”計(jì)數(shù)電路設(shè)計(jì)見下圖，原理說明：
利用74LS390和與非門分別構(gòu)成0-5循環(huán)計(jì)數(shù)器和0-9循環(huán)計(jì)數(shù)器，如圖4-3-1。
鬧鐘的實(shí)現(xiàn)由4位撥碼開關(guān)采用8421BCD碼確定定時(shí)時(shí)間，四個(gè)撥碼開關(guān)分別對(duì)應(yīng)時(shí)鐘小時(shí)的十位、個(gè)位，分鐘的十位、個(gè)位。撥碼開關(guān)與門電路結(jié)合在定時(shí)點(diǎn)提供一分鐘的高電平提示定時(shí)，如圖4-3-2。
4.4校時(shí)電路
電路下方的點(diǎn)動(dòng)開關(guān)為校時(shí)按鍵“時(shí)”、“分”校時(shí)按鍵為加計(jì)數(shù)，按下按鍵不動(dòng)，會(huì)有2HZ時(shí)鐘脈沖經(jīng)過74LS51到達(dá)74LS390的時(shí)鐘計(jì)數(shù)端，數(shù)碼管顯示數(shù)值增加，起到校時(shí)功能如圖4-4。
圖4-4校時(shí)電路
5 仿真結(jié)果及分析
5.1仿真結(jié)果圖5-1仿真總圖
5.2分析校時(shí)電路能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)校正，分頻電路能夠?qū)崿F(xiàn)，計(jì)數(shù)電路能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，鬧鐘功能能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確報(bào)時(shí)，各項(xiàng)功能均能實(shí)現(xiàn)。
6 硬件調(diào)試在本設(shè)計(jì)中，為了設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行，在焊接的時(shí)候進(jìn)行了部分調(diào)試，由于電路過于復(fù)雜，我們根據(jù)電路的工作原理進(jìn)行分步調(diào)試，保證電路各項(xiàng)功能順利實(shí)現(xiàn)。電路調(diào)試總圖如圖6-1,。
圖6-1 調(diào)試電路總圖
7 總結(jié)通過這次數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)，不僅加深了我對(duì)這i ]課的了解，同時(shí)也深知模電與數(shù)電的重要性，而且讓我對(duì)Multisim仿真軟件有了初步的了解和認(rèn)識(shí)。使用Multisim仿真軟件，可以讓我們?cè)谔摂M的環(huán)境中實(shí)行實(shí)驗(yàn),不需要真實(shí)電路環(huán)境的介入，不必顧及儀器設(shè)備的短缺與時(shí)間環(huán)境的限制，能夠極大提高實(shí)驗(yàn)效率。
Multisim仿真工程文件:
數(shù)字電子鐘.zip
(8.37 MB, 下載次數(shù): 401)
2020-5-7 17:33 上傳
點(diǎn)擊文件名下載附件
下載積分: 黑幣 -5
作者: 547390384 時(shí)間: 2020-5-13 15:10
你好，請(qǐng)問能不能把設(shè)計(jì)中的電路圖單獨(dú)發(fā)下啊，這里面的太模糊了，看不清
作者: 547390384 時(shí)間: 2020-5-13 15:39
能不能把電路圖的清晰版發(fā)一下，謝謝
作者: 547390384 時(shí)間: 2020-5-13 16:03
非常有用，有需要的可以參考
作者: a1256522487 時(shí)間: 2020-5-17 20:31
非常有用，謝謝dalao
作者: Gentleman大人 時(shí)間: 2020-5-21 20:32
老哥能不能直接吧文件附上去或者發(fā)些高清圖
作者: css0728 時(shí)間: 2020-6-4 14:59
校時(shí)和計(jì)時(shí)切換那我不太明白，能講講嗎
作者: 1943798304 時(shí)間: 2020-6-7 08:33
老哥有高清圖嗎
作者: ljg5847 時(shí)間: 2020-6-7 10:32
學(xué)習(xí)下，謝謝分享
作者: cnhzy 時(shí)間: 2020-6-10 21:26
太棒了，好想擁有
作者: 孟潞宇 時(shí)間: 2020-6-13 22:24
希望可以清楚一點(diǎn) 很有用
作者: 風(fēng)云1593 時(shí)間: 2020-6-25 09:53
希望可以清楚一點(diǎn) 很有用
作者: Dollyz 時(shí)間: 2020-12-29 23:08
大佬，同求高清圖啊
作者: songlinxi 時(shí)間: 2021-4-13 21:03
最近在做這個(gè)感覺頭疼，本身一個(gè)小團(tuán)隊(duì)結(jié)果就一個(gè)人做。。。
作者: 愛找人的人 時(shí)間: 2021-6-14 18:15
有高清圖嗎同志們
作者: 020508 時(shí)間: 2021-7-1 09:42
能發(fā)一下清晰的圖嗎，謝謝
作者: szdzsz 時(shí)間: 2021-12-17 15:08
能不能把電路圖的清晰版發(fā)一下，謝謝
作者: dddddddbla 時(shí)間: 2022-6-5 16:34
還要下載分？或者把圖片搞清楚點(diǎn)？
作者: tieq1952 時(shí)間: 2022-6-25 06:57
我為大家提供高清圖
作者: tieq1952 時(shí)間: 2022-6-25 07:02
高清圖，是在仿真電路圖上截屏取得。非常清晰。
-
74LS390.png
(179.69 KB, 下載次數(shù): 356)
下載附件
2022-6-25 07:00 上傳
| 歡迎光臨 (http://m.zg4o1577.cn/bbs/) |
Powered by Discuz! X3.1 |
主站蜘蛛池模板：
成人精品鲁一区一区二区
|
中文字幕1区
|
国产乱码精品一区二区三区中文
|
欧美精品一区二区三区在线播放
|
欧美亚洲视频在线观看
|
91黄色免费看
|
亚洲午夜视频
|
日韩欧美成人精品
|
古装三级在线播放
|
日本在线小视频
|
97人人澡人人爽91综合色
|
欧美精品中文字幕久久二区
|
h视频免费观看
|
亚洲一区二区三区久久久
|
国产精品一区二区三区久久久
|
一级黄色片网址
|
亚洲视频二区
|
亚洲视频免费在线观看
|
久久99精品久久久久久狂牛
|
在线欧美激情
|
日韩和的一区二区
|
国产亚洲精品久久久久久豆腐
|
久久久涩|
中文字幕一区二区三区精彩视频
|
日本福利视频免费观看
|
视频二区
|
免费观看一级毛片视频
|
91精品国产综合久久久久久丝袜
|
欧美日本在线观看
|
久久久久国产精品一区二区
|
精品成人
|
久久久久久国
|
亚洲欧美视频一区二区
|
一级片毛片
|
午夜视频网站
|
日韩不卡在线观看
|
国产色片
|
爱爱免费视频
|
欧美国产日韩精品
|
国产99精品
|
一区二区三区欧美
|
