基于multisim10的數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與仿真-文庫(kù)吧資料
2024-11-20 15:14本頁(yè)面
【正文】 進(jìn)行反映。由74LS48和LED七段共陰極數(shù)碼管組成數(shù)碼顯示電路。譯碼電路的功能是將“秒”、“分”、“時(shí)”計(jì)數(shù)器的輸出代碼進(jìn)行編譯，變成相應(yīng)的數(shù)字，用于驅(qū)動(dòng)LED區(qū)段數(shù)碼顯示。把它們分別送入“時(shí)”個(gè)位和“時(shí)”十位計(jì)數(shù)器的清零端R01和R02，通過(guò)74LS90N內(nèi)部的與非后清零，計(jì)數(shù)器復(fù)零，從而完成二十四進(jìn)制計(jì)數(shù)。同理，選用2片74LS90將其連接成24進(jìn)制計(jì)數(shù)器作為“時(shí)”計(jì)數(shù)器。由此實(shí)現(xiàn)了六十進(jìn)制計(jì)數(shù)。CP0（下降沿?zé)o效）與1Hz秒信號(hào)相連，秒十位計(jì)數(shù)單元為六進(jìn)制，需要進(jìn)制轉(zhuǎn)換，將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器轉(zhuǎn)換為六進(jìn)制計(jì)數(shù)器的電路連接。選用74LS90作為“分”和“秒”的個(gè)位和十位計(jì)數(shù)器。24進(jìn)制計(jì)數(shù)器=100（0）8421BCD（十位）（0100）8421BCD（個(gè)位）=00100100 。十位采用反饋清零的方法將十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90變成六進(jìn)制計(jì)數(shù)器，兩級(jí)電路組成1位60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。采用異步清零的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS90構(gòu)成60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。還需要一個(gè)24進(jìn)制計(jì)數(shù)器來(lái)作為時(shí)進(jìn)制的計(jì)數(shù)器。并且每一個(gè)計(jì)數(shù)器均提供一個(gè)異步清零端（高電平有效）。分頻電路如圖43所示。（5）十分頻（5421碼）：將五進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端QD接二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的脈沖輸入端CK1，即可構(gòu)成5421碼十分頻工作方式。其計(jì)數(shù)順序?yàn)?00～101，當(dāng)?shù)诹鶄€(gè)脈沖作用后，出現(xiàn)狀態(tài)QCQBQA=110，利用QBQC=11反饋到R1和R2的方式使電路置“0”。（2）十分頻（8421碼）：將QA與CK2聯(lián)接，可構(gòu)成8421碼十分頻電路。這里所采用的分頻電路是用3個(gè)中規(guī)模計(jì)數(shù)器74LS90來(lái)構(gòu)成的3級(jí)1/10分頻，經(jīng)過(guò)分頻便可得到1Hz的脈沖信號(hào)，送入秒個(gè)位計(jì)數(shù)器。綜上選擇了方案（二）用555定時(shí)器構(gòu)成振蕩器。振蕩器方案的選擇：方案（一）石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率便于調(diào)整，但性能不穩(wěn)定，易受環(huán)境的影響。7管腳為放電端。5管腳是電壓控制端。3管腳為輸出端。555定時(shí)器各引線的功能：1管腳為接“地”端。3．施密特觸發(fā)器 其回差電壓為1/3Vcc。低電平時(shí)間：T2=*C1。由仿真結(jié)果我們知道：電路的振蕩周期T、占空系數(shù)D，僅與外接元件RR2和C有關(guān)，不受電源電壓變化的影響；改變RR2，即可改變占空系數(shù)，其值可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；改變C的值，可單獨(dú)改變周期而不影響占空系數(shù)。C放電終止、又重新開(kāi)始充電，周而復(fù)始，形成振蕩。2．多諧振蕩器 電源接通后，Vcc通過(guò)電阻RR2向電容C充電。當(dāng)觸發(fā)端2的外接輸入信號(hào)電壓Vi＜1/3Vcc時(shí)，RS觸發(fā)器置1,即輸出Vo為高電平，同時(shí)，三極管T截止。555的電源電壓范圍是5－18V，輸出電流可達(dá)100～200mA，能直接驅(qū)動(dòng)小型電機(jī)、繼電器和低阻抗揚(yáng)聲器等?？刂齐妷憾?是比較器C1的基準(zhǔn)電壓端，通過(guò)外接元件或電壓源可改變控制端的電壓值，即可改變比較器CC2的參考電壓。兩個(gè)比較器的輸出端控制RS觸發(fā)器。比較器 C1的反相輸入端5接到由三個(gè)5 kΩ電阻組成的分壓網(wǎng)絡(luò)的2/3Vcc處（5也稱(chēng)控制電壓端），同相輸入端6為閥值電壓輸入端。外加電阻、電容可以組成性能穩(wěn)定而精確的多諧振蕩器、單穩(wěn)電路、施密特觸發(fā)器等，應(yīng)用十分廣泛。 555定時(shí)器組成振蕩器選用555定時(shí)器與RC電路構(gòu)成多諧振蕩器產(chǎn)生f=1KHz的信號(hào)。圖41 晶振組成振蕩器石英晶體振蕩器的特點(diǎn)是振蕩頻率準(zhǔn)確、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、頻率便于調(diào)整，它被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、遙控器等各類(lèi)振蕩電路中。一般來(lái)說(shuō)，振蕩器的頻率越高，計(jì)時(shí)精度越高。振蕩器的設(shè)計(jì)方案有很多種，設(shè)計(jì)中介紹了兩種設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)比較其優(yōu)缺點(diǎn)選擇其中的一個(gè)。定時(shí)控制時(shí)顯示器時(shí)譯碼器時(shí)計(jì)數(shù)器分顯示器分譯碼器分計(jì)數(shù)器秒顯示器秒譯碼器秒計(jì)數(shù)器校時(shí)電路整點(diǎn)報(bào)時(shí)振蕩器分頻器圖31 數(shù)字鐘的總體框圖4 子電路的設(shè)計(jì) 振蕩器的選擇 振蕩器是數(shù)字鐘的核心。整點(diǎn)報(bào)時(shí)電路根據(jù)計(jì)時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，然后去報(bào)時(shí)。時(shí)計(jì)數(shù)器采用24進(jìn)制計(jì)時(shí)器，可實(shí)現(xiàn)對(duì)一天24小時(shí)的計(jì)時(shí)。 數(shù)字鐘的總體框圖設(shè)計(jì)秒信號(hào)的產(chǎn)生是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)基信號(hào)，它直接決定計(jì)時(shí)系統(tǒng)的精度，將秒脈沖信號(hào)送入“秒計(jì)數(shù)器”，“秒計(jì)數(shù)器”采用60進(jìn)制計(jì)數(shù)器，每累計(jì)60秒發(fā)出一個(gè)“分脈沖”信號(hào)，該信號(hào)將作為“分計(jì)數(shù)器”的時(shí)鐘脈沖。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)校正電路,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。3 數(shù)字鐘的簡(jiǎn)介和總體框圖設(shè)計(jì) 數(shù)字鐘的簡(jiǎn)介數(shù)字鐘以其顯示的直觀性、走時(shí)準(zhǔn)確、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)而受到人們的歡迎，廣泛應(yīng)用于家庭、車(chē)站、碼頭、劇場(chǎng)等場(chǎng)合，給人們的生活、學(xué)習(xí)、工作、娛樂(lè)帶來(lái)了極大的方便。 Multisim10的仿真基于Multisim10的設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)方法相比，具有如下特點(diǎn)：設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)可以同步進(jìn)行，可以邊設(shè)計(jì)邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)用的元器件及測(cè)試儀器儀表齊全，可以完成各種類(lèi)型的電路設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)；可方便地對(duì)電路參數(shù)進(jìn)行測(cè)試和分析；可直接打印輸出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、測(cè)試參數(shù)、曲線；實(shí)驗(yàn)中不消耗實(shí)際的元器件，實(shí)驗(yàn)所需元器件的種類(lèi)和數(shù)量不受限制，實(shí)驗(yàn)成本低，實(shí)驗(yàn)速度快，效率高；設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)成功的電路可以直接在產(chǎn)品中使用。Multisim10的元器件庫(kù)提供數(shù)千種電路元器件供實(shí)驗(yàn)選用，同時(shí)也可以新建和擴(kuò)充已有的元器件庫(kù)，以方便在工程設(shè)計(jì)中使用。TTL數(shù)字集成電路庫(kù)包含多種數(shù)字電路器件。晶體管庫(kù)包含有晶體管、FET等多種器件，晶體管庫(kù)中的虛擬器件的參數(shù)是可以任意設(shè)置的，非虛擬元器件的參數(shù)是固定的，但是可以選擇。在進(jìn)行仿真的同時(shí)，軟件還可以存儲(chǔ)測(cè)試點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)，列出被仿真電路的所有元器件清單，以及存儲(chǔ)測(cè)試儀器的工作狀態(tài)、顯示波形和具體
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