多功能數(shù)字鐘的電路設計與仿真-預覽頁
【正文】 、 “中等” 、 “及格” 、 “不及格”五等。 ?；救蝿眨?，能夠以十進制顯示“時” 、 “分” 、 “秒” 。鐘表的數(shù)字化在提高報時精度的同時，也大大擴展了它的功能，諸如定時自動報警、按時自動打鈴、時間程序自動控制、定時廣播、定時啟閉路燈等。由于數(shù)字集成電路的發(fā)展和石英晶體振蕩器的使用，使得數(shù)字鐘的精度、穩(wěn)定度遠遠超過了機械鐘表。 ，能夠運用所學知識設計一定規(guī)模的電路。 擴展任務： ，可按設定的時間鬧時。 設計工作量系統(tǒng)整體設計；系統(tǒng)設計及仿真；在 Multisim 或同類型電路設計軟件中進行仿真并進行演示；提交一份完整的課程設計說明書，包括設計原理、仿真分析、調(diào)試過程，參考文獻、設計總結等。要完成顯示需要 6 個數(shù)碼管，七段的數(shù)碼管需要譯碼器才能正常顯示，然后要實現(xiàn)時、分、秒的計時需要 60 進制計數(shù)器和 24 進制計數(shù)器，在在仿真軟件中發(fā)生信號可以用函數(shù)發(fā)生器仿真，頻率可以隨意調(diào)整。整點報時電路利用邏輯門，使當各譯碼器輸出滿足整點時，蜂鳴器導通。多諧振蕩器也稱無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定狀態(tài)，同時無需外加觸發(fā)脈沖，就能輸出一定頻率的矩形脈沖（自激振蕩） 。4511BP 是一個用于驅(qū)動共陰極 LED （數(shù)碼管）顯示器的 BCD 碼—七段碼譯碼器，特點如下：具有 BCD 轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的 CMOS 電路能提供較大的拉電流。由計數(shù)器得到的 4 位二進制碼的必須通過譯碼后轉(zhuǎn)為人們習慣的數(shù)字顯示，如12：54：30 的二進制碼為 0001 0010：0101 0100：0011 0000。同樣，在輸出端的 1001（十進制為 9）用一個與非門 74LS00引到 Load 端便可置 0，這樣就實現(xiàn)了十進制計數(shù)。當數(shù)字鐘接通電源或者計時出現(xiàn)誤差時，需要校正時間。慢校時是用手動產(chǎn)生單脈沖作校時脈沖下圖所示為校時電路和校分電路。Multisim 仿真軟件校時的具體設計方法是：用一個單刀雙擲開關切換計數(shù)功能與校時功能，另一端接計數(shù)器的脈沖輸入端，開關置于函數(shù)發(fā)生器這一端便可以校時，置于計數(shù)器的進位端便是計時。74LS85 的邏輯功能表如表 13 所示：表 13 74LS85 的邏輯功能表74LS85 比較器的一對輸入接小時和分鐘時計數(shù)器的輸出，另外一對接四位撥碼開關，當小時和分鐘計數(shù)器的輸出與撥碼開關的值完全相等時，四片比較器輸出都為高電平，經(jīng)四位與非門后輸出到蜂鳴器，在一分鐘內(nèi)蜂鳴器導通，例如，撥碼開多功能數(shù)字鐘的設計與仿真8關依次為 0000,0111,0011,1001,此時表示為 7 點 59 分，當計數(shù)器的輸出也為 7 點 59分時，OAEQB 輸出都為高電平。整點報時電路圖如圖 18 所示：多功能數(shù)字鐘的設計與仿真9圖 18 整點報時電路圖 多功能數(shù)字鐘總體設計電路圖 多功能數(shù)字中總體設計電路圖如圖 19 所示多功能數(shù)字鐘的設計與仿真10圖 19 多功能數(shù)字鐘總體設計電路圖多功能數(shù)字鐘的設計與仿真112 仿真調(diào)試 總體仿真圖開始仿真后，秒鐘部分開始以 1s 為周期開始遞增，并能向分鐘和時鐘部分進位，完成數(shù)字鐘的基本功能。秒鐘部分則由 J7 控制，當開關閉合時秒鐘以 1s 為周期遞增；當開關閉合時，秒鐘則停止走動。鬧鐘響時的電路仿真如圖 25 所示：圖 25 鬧鐘響時電路仿真圖 整點報時電路仿真調(diào)試當數(shù)字鐘離整點還差 10 秒以上時間時，探針不亮，蜂鳴器無反應，狀態(tài)如圖 26所示：圖 26 整點報時不響時電路仿真圖當數(shù)字鐘離整點差 10 秒時，探針亮起，蜂鳴器響，如此持續(xù) 10 秒，過了整點后停止。3）鬧鐘功能測試：通過撥碼開關調(diào)節(jié)定時的時和分，當時鐘到達定時時刻時，蜂鳴器響 起，探針發(fā)亮，鬧鐘時間為 1 分鐘。5）通過以上測試，表明此次設計的電路符合了實驗設計要求，達到了實驗目的。2）調(diào)動撥碼開關定時后，發(fā)現(xiàn)鬧鐘不能在指定時刻響起。 解決方法：在蜂鳴器那里接上一個指示探針，探針亮即表示蜂鳴器響，探針不亮即蜂 鳴器不響。Multisim 10 仿真[M] .電子工業(yè)出版社，
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