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实验目的

1、掌握multisim仿真软件对电路进行仿真验证的方法。

2、掌握数字综合系统设计的方法，能够对整体电路进行功能测试及故障检测。

实验原理

基本实验原理如下图所示：

各模块功能说明

秒脉冲发生器的设计

通过555定时器构成多谐振荡器从而产生1HZ的矩形波，基本电路模型如图所示，经计算采用1μF的电容,电阻R1=R2=476.19kΩ

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时、分、秒的设计

使用74LS161计数器，通过异步置数与同步清零的方法，实现分、秒个位的模10计数，十位的模6计数，从而实现分秒的60进制计数器设计。时的个位通过异步置数实现模10计数，再通过同步清零的方法，当十位为0010，个位为0100时，十位个位同时清零，实现时的24进制计数。

译码显示功能

将各计数器各输出端与七段译码器74LS248N对应输入端连某某起来，再将74LS248N的输出端通过合适大小的电阻连某某到七段共阴极数码管的各引脚，从而使计数结果在数码管上显示出来。

校时电路

校时可用10s脉冲快速校正，也可手动产生单次脉冲慢校正至时/分计数器。本次实验采用的是手动校正的电路设计，通过弹簧振动开关PB_DPST，在时、分计数器的脉冲输入端增加一段与高电平相连的电路，与正常情况下脉冲输入端的电路通过弹簧振动开关相连，开关通过对应的按键控制，当按动按键一次时，开关振动一次，时分的个位计数器脉冲输入端立刻接受一次上升沿的脉冲，立即计数一次，从而实现手动校时的功能。

5.12/24小时切换

只需在时计数器上增加一个与非门，与非门的两输入端分别连某某时计数器十位的QA输出端，个位的QB输出端，即对应十位输出0001，个位输出0010，也就是二进制里的12，在十个位计数器的清零端处增加一个单刀双掷开关，开关一端连某某原来用于实现24小时制计时的与非门的输出端，另一端连某某增设的与非门的输出端，通过按键控制开关，从而实,12/24小时切换的功能。

6.整点报时功能

要做到整点报时，则当分秒十个位四个计数器输出结果都为0000时，蜂鸣器接受高电压输入振动发出声音。则可以将这16个输出端每两个通过一个74LS32D或门连某某起来，再将8个或门的输出每两个通过一个74LS32D或门连某某，将4个或门的输出又通过两个或门连某某起来，最后将两个或门的输出接入或非门74LS02N的输入端，将异或门的输出端接入蜂鸣器的一端，另一端接地，只有在每一位都为0时蜂鸣器才接入高电压报警，即实现了整点报时的功能。

闹钟设计

四位拨码开关DSWPK_4分别对应闹钟时视为、闹钟时分位、闹钟分十位、闹钟分个位，任意按键向上拨动，即代表对应输出端输出结果为1时闹钟才会响。

各模块电路原理图设计

秒脉冲发生器设计如图

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时、分、秒的设计

分和秒设计思路相同，个位用异步置数的方法，通过将QD,QA的输出用与非门74LS00连某某到计数器的置数端上，即当输出为1001时异步置数为0000，实现现模10计数，十位则通过同步清零的方法，将QC,QB的输出用与非门74LS00连某某到计数器的清零端上，即当输出位0110时同步清零为0000，实现模6计数，通过与非门将个位计数器的QD,QA输出与非后接入十位计数器的脉冲输入端，实现个位满十十位进一的功能，进而整体实现60进制计数器的功能。

分、秒的设计如图：

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时的设计思路，个位输出为1001时异步置数实现模10计数，个位计数器的QD,QA输出与非后接入十位计数器的脉冲输入端使得个位满十后十位进一，同时将个位的QC输出与十位的QB输出通过与非 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 建出的实物图如下：

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最终时分数字钟某某在一起，搭建出的数字钟如下图：

六、实验心得

个人觉得本次实验通过Multisim平台仿真的过程较为有趣，可以通过仿真实现多种功能，最开始仿真时由于不够熟练搭得十分缓慢，12/24小时切换功能与整点报时功能当时并未实现，课后花费一些时间研究后最终实现了相应功能，十分欣慰。实物搭建时最开始由于忽略了仿真平台的输出端与实际芯片输出端顺序相反，导致一开始数码管根本没有反应，后经修改最终实现了相应功能，最终与队友将时分搭建在一起的过程也十分顺利，实现了数字钟的基本功能。通过这次实验，不仅加深了对基础知识的理解，也提升了自己的动手实践能力，受益匪浅。

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综合实验项目由用户“tomehack110”分享发布，转载请注明出处 回顶部 | 首页 | 电脑版 | 举报反馈 更新时间2021-09-03 06:09:19