本文主要是介绍基于multisim的电子钟设计,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
基本要求
设计要求是设计一个能够实现正常运作的简易数字钟电路系统,该电路时、分、秒、闹钟显示功能。其中显示部分准备采用7段共阴极数码管,显示时、分、秒的数据变化,实现数字钟的正常运作;计数器采用74LS160芯片实现十进制计数;信号发生器用函数发生器的方波信号模拟;显示译码器采用74HC4511芯片。将预设计好的电路程序在Multisim中进行仿真。
元件类型与数量
- 函数发生器 *1
- 74LS160(十进制加法计数器) *6
- 74HC4511(4线—8线译码器) *6
- 七段数码管(共阴极) *6
- 74AS21(四输入四与门) *2
- 7420(四输入与非门) *2
- 74AS00 *2
- 电压源VDC *9
- 底线GROUND *15
整体电路结构
单元电路设计
计数脉冲信号设计
为简化电路设计同时使仿真时间缩短,计数脉冲信号由函数发生器的方波信号模拟提供。
分秒计数器的设计
分和秒计数器都是模M=60的计数器
其计数规律为00—01—…—58—59—00…
选74LS160计数器,组成模数M=60的计数器
- 计数器74LS160
74LS160是一个具有异步清零、同步并行置数功能的加计数器,可以执行十进制加法,并具有清除、置数等功能。引脚排列如图6所示。其中LD端为置数端,CR端为清零端,Q0,Q1,Q2,Q3为计数器输出端,D0,D1,D2,D3为预置数端,CO为进位端。74LS160逻辑图和功能表如图所示:
74LS160逻辑符号
74LS160功能表
1.当清除端为低电平“0”时,计数器直接清零(称为异步清零),执行其他功能时,CR置高电平;
2.当CR为高电平,预置端LD为低电平时,数据直接从置数端D0、D1、D2、D3置入计数器;
3.当CR为高电平,LD为高电平时,执行计数功能,在计数脉冲上升沿进行8421编码的十进制加法计数,其中电路在输入第十个计数脉冲后会返回到初始的0000状态。
4.当CR为高电平,LD为高电平,ET、EP、有一者为低电平时,计数器输出保持,数据不变化。 - 译码器74HC4511
1.A、B、C、D为BCD码输入端;
2.QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG为译码输出端,输出“1”有效,用来驱动七段共阴极LED数码管;
3.为测试输入端, =0时,译码输出全为“1”;
4.为消隐输入端, =0时,译码输出全为“0”;
5.LE是锁定端,LE=1时译码器处于锁定(保持)状态,译码输出保持在LE=0时的数值,LE=0为正常译码。其引脚排列如图所示:
74HC4511逻辑图
时计数器的设计
时计数器是一个“12翻1”的特殊进制计数器 。即当数字钟运行到12时59分59秒时,秒的个位计数器再输入一个秒脉冲时,数字钟应自动显示为01时00分00秒,实现日常生活中习惯用的计时规律,其设计和分秒计数器设计相似。
电路仿真
整体电路仿真如图所示:
此电路仿真具有较多缺陷,只具备基本的显示时分秒的功能,另外,在电路仿真时会出现七段式晶体显示管数字闪动的现象
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